Name: nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects
Uploaded: 2017-12-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

Forfatterne vil gjerne takke fotografer av ISL, Yves Suma og Yannick Boehrer, bilder av prøver og observasjon av høyhastighets video syntese og forbrenning av nanothermite skum. De også ønsker å uttrykke sin takknemlighet til deres kollega Dr. Vincent Pichot fra NS3E laboratorium for karakterisering av materialer av X-ray Diffraksjon.

FORHOLDSREGEL: Utføre alle reaksjoner som er beskrevet i denne artikkelen i en eksplosjon-bevist kammer med en pansret vindu som lar både visuell inspeksjon og observasjon av skummende/forbrenning prosessene av høy fart video. Ta vare om eksperimentell risikoen som følge av potensielle tenningen av aluminothermic komposisjoner og hydrogen eksplosjonen i luften. Derfor alltid arbeide i en eksplosjon-bevist kammer utstyrt med egnet ventilasjonsavtrekk. Husk at eksperimenter på energisk materialer må utføres av erfar...

<ol>
	<li>Comet, M., Martin, C., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanothermite+foams:+From+nanopowder+to+object.">Nanothermite foams: From nanopowder to object.</a> Chem. Eng. J. 316, 807-812 (2017).</li><li>Lafontaine, E., Comet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanothermites. , (2016).</li><li>Comet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Cr2O3+nanoparticles+for+superthermites+by+the+detonation+of+an+explosive+nanocomposite+material.">Preparation of Cr2O3 nanoparticles for superthermites by the detonation of an explosive nanocomposite material.</a> J. Nanopart. Res. 13 (5), 1961-1969 (2011).</li><li>Gibot, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Insensitive/Reactive+Thermite+Prepared+from+Cr2O3+Nanoparticles.">Highly Insensitive/Reactive Thermite Prepared from Cr2O3 Nanoparticles.</a> Propell. Explos. Pyrot. 36 (1), 80-87 (2011).</li><li>Tillotson, T. M., Gash, A. E., Simpson, R. L., Hrubesh, L. W., Satcher, J. H., Poco, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+energetic+materials+using+sol-gel+methodologies.">Nanostructured energetic materials using sol-gel methodologies.</a> J. Non-Cryst. Solids. 285 (1-3), 338-345 (2001).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+MnO2/SnO2+Heterostructures+for+a+Novel+Free-Standing+Ternary+Thermite+Membrane.">Hierarchical MnO2/SnO2 Heterostructures for a Novel Free-Standing Ternary Thermite Membrane.</a> Inorg. Chem. 52 (16), 9449-9455 (2013).</li><li>Prentice, D., Pantoya, M. L., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+Wave+Speeds+of+Sol-Gel-Synthesized+Tungsten+Trioxide+and+Nano-Aluminum:+The+Effect+of+Impurities+on+Flame+Propagation.">Combustion Wave Speeds of Sol-Gel-Synthesized Tungsten Trioxide and Nano-Aluminum: The Effect of Impurities on Flame Propagation.</a> Energ. Fuel. 20 (6), 2370-2376 (2006).</li><li>Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W., Mang, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+velocities+and+propagation+mechanisms+of+metastable+interstitial+composites.">Combustion velocities and propagation mechanisms of metastable interstitial composites.</a> Appl. Phys. Lett. 98, 064903 (2005).</li><li>Apperson, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+fast+propagating+combustion+and+shock+waves+with+copper+oxide/aluminum+nanothermite+composites.">Generation of fast propagating combustion and shock waves with copper oxide/aluminum nanothermite composites.</a> Appl. Phys. Lett. 91, 243109 (2007).</li><li>Wang, L., Luss, D., Martirosyan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+nanothermite+reaction+based+on+Bi2O3/Al.">The behavior of nanothermite reaction based on Bi2O3/Al.</a> J. Appl. Phys. 110, 074311 (2011).</li><li>Martirosyan, K. S., Wang, L., Vicent, A., Luss, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+performances+of+bismuth+trioxide+nanoparticles+for+high+energy+gas+generator+use.">Synthesis and performances of bismuth trioxide nanoparticles for high energy gas generator use.</a> Nanotechnology. 20 (8), 405609 (2009).</li><li>Armstrong, R. W., Baschung, B., Booth, D. W., Samirant, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Propellant+Combustion+with+Nanoparticles.">Enhanced Propellant Combustion with Nanoparticles.</a> Nano Lett. 3 (2), 253-255 (2003).</li><li>Wu, C., Sullivan, K., Chowdhury, S., Jian, G., Zhou, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+Perchlorate+Salts+within+Metal+Oxides+for+Application+as+Nanoenergetic+Oxidizers.">Encapsulation of Perchlorate Salts within Metal Oxides for Application as Nanoenergetic Oxidizers.</a> Adv. Funct. Mater. 22 (1), 78-85 (2012).</li><li>Sullivan, K. T., Piekiel, N. W., Chowdhury, S., Wu, C., Zachariah, M. R., Johnson, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ignition+and+Combustion+Characteristics+of+Nanoscale+Al/AgIO3:+A+Potential+Energetic+Biocidal+System.">Ignition and Combustion Characteristics of Nanoscale Al/AgIO3: A Potential Energetic Biocidal System.</a> Combust. Sci. Technol. 183 (3), 285-302 (2010).</li><li>Wang, H., Jian, G., Zhou, W., Delisio, J. B., Lee, V. T., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+iodate-based+energetic+composites+and+their+combustion+and+biocidal+performances.">Metal iodate-based energetic composites and their combustion and biocidal performances.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 7 (31), 17363-17370 (2015).</li><li>Jian, G., Feng, J., Jacob, R. J., Egan, G. C., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-reactive+Nanoenergetic+Gas+Generators+Based+on+Periodate+Salts.">Super-reactive Nanoenergetic Gas Generators Based on Periodate Salts.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (37), 9743-9746 (2013).</li><li>Comet, M., Vidick, G., Schnell, F., Suma, Y., Baps, B., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfates-Based+Nanothermites:+An+Expanding+Horizon+for+Metastable+Interstitial+Composites.">Sulfates-Based Nanothermites: An Expanding Horizon for Metastable Interstitial Composites.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54 (15), 4458-4462 (2015).</li><li>Zhou, W., Delisio, J. B., Li, X., Liu, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persulfate+salt+as+an+oxidizer+for+biocidal+energetic+nano-thermites.">Persulfate salt as an oxidizer for biocidal energetic nano-thermites.</a> J. Mater. Chem. A. 3 (22), 11838-11846 (2015).</li><li>Sun, J., Pantoya, M. L., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dependence+of+size+and+size+distribution+on+reactivity+of+aluminum+nanoparticles+in+reactions+with+oxygen+and+MoO3.">Dependence of size and size distribution on reactivity of aluminum nanoparticles in reactions with oxygen and MoO3.</a> Thermochim. Acta. 444 (2), 117-127 (2006).</li><li>Levitas, V. I., Asay, B. W., Son, S. F., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melt+dispersion+mechanism+for+fast+reaction+of+nanothermites.">Melt dispersion mechanism for fast reaction of nanothermites.</a> Appl. Phys. Lett. 89, 071909 (2006).</li><li>Park, E. -. J., Kim, H., Kim, Y., Choi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated-dose+toxicity+attributed+to+aluminum+nanoparticles+following+28-day+oral+administration,+particularly+on+gene+expression+in+mouse+brain.">Repeated-dose toxicity attributed to aluminum nanoparticles following 28-day oral administration, particularly on gene expression in mouse brain.</a> Toxicol. Environ. Chem. 93 (1), 120-133 (2011).</li><li>Walter, K. C., Aumann, C. E., Carpenter, R. D., O'Neill, E. H., Pesiri, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+materials+development+at+technanogy+materials+development.">Energetic materials development at technanogy materials development.</a> Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 800, 27-37 (2004).</li><li>Khasainov, B., Comet, M., Veyssi&#232;re, B., Spiter, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+performance+of+fast–reacting+nanothermites+and+primary+explosives.">Comparison of performance of fast–reacting nanothermites and primary explosives.</a> Propell. Explos. Pyrot. , (2017).</li><li>Siegert, B., Comet, M., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safer+energetic+materials+by+a+nanotechnological+approach.">Safer energetic materials by a nanotechnological approach.</a> Nanoscale. 3, 3534-3544 (2011).</li><li>Sullivan, K. T., Kuntz, J. D., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophoretic+deposition+and+mechanistic+studies+of+nano-Al/CuO+thermites.">Electrophoretic deposition and mechanistic studies of nano-Al/CuO thermites.</a> J. Appl. Phys. 112, 024316 (2012).</li><li>Blobaum, K. J., Reiss, M. E., Plitzko, J. M., Weihs, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+characterization+of+a+self-propagating+CuOx/Al+thermite+reaction+in+a+multilayer+foil+geometry.">Deposition and characterization of a self-propagating CuOx/Al thermite reaction in a multilayer foil geometry.</a> J. Appl. Phys. 94 (5), 2915-2922 (2003).</li><li>Gash, A. E., Tillotson, T. M., Satcher, J. H., Poco, J. F., Hrubesh, L. W., Simpson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+epoxides+in+the+sol-gel+synthesis+of+porous+iron+(III)+oxide+monoliths+from+Fe(III)+salts.">Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts.</a> Chem. Mater. 13 (3), 999-1007 (2001).</li><li>Yan, S., Jian, G., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofiber-based+thermite+textiles+and+their+reactive+properties.">Electrospun nanofiber-based thermite textiles and their reactive properties.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 6432-6435 (2012).</li><li>Puszynski, J. A., Groven, L. J., Altavilla, C., Ciliberto, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+nanosized+aluminum+and+its+applications+in+condensed+phase+reactions.">Formation of nanosized aluminum and its applications in condensed phase reactions.</a> Inorganic nanoparticles. Synthesis, applications and perspectives. , (2011).</li><li>Shimizu, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concept+and+the+use+of+negative+explosives.">Concept and the use of negative explosives.</a> Proceedings of the 11th International Pyrotechnics Seminar, Vail, Colorado, July 7-11. , (1986).</li><li>Molkov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Hydrogen Safety Engineering. 1, (2012).</li><li>Comet, M., Martin, C., Klaum&#252;nzer, M., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+nanocomposites+for+detonation+initiation+in+high+explosives+without+primary+explosives.">Energetic nanocomposites for detonation initiation in high explosives without primary explosives.</a> Appl. Phys. Lett. 107, 243108 (2015).</li></ol>

Miksing av nanopowders med syre og stenging av eksplosjonen kammeret må utføres raskt, av sikkerhetsgrunner. Reaksjon forsinkelsen kan variere litt (1-10 min), avhengig av eksperimentelle forhold. Det forkortet når romtemperatur er for høy eller i nærvær av eksterne varme kilder som en spotlight, som kan forårsake tidlig aktivering av skummende reaksjonen. Det er derimot økt når romtemperatur er lav. I tilfelle for mye skummende forsinkelse (&#62; 15 min), reaksjonen kan stoppes ved å helle en stor mengde vann ...

Denne artikkelen rapporter om en metode for å transformere nano-størrelse aluminothermic blandinger (Al/WO3) fra en løs pulver tilstand skum1. Nanothermites er raske brenner energisk komposisjoner som er oftest utarbeidet av fysiske blanding av en metallisk oksid/salt med en redusert metall, i form av nanopowders2. Mest representative oksider brukt til å klargjøre nanothermites er Cr2O33,4, Fe2O35, MnO26, WO37MoO38 , CuO9 og Bi2O310,11, mens metallisk salter brukes er perchlorates12,13, iodates14,15, periodates16, sulfater17 eller persulfates18. Aluminium nanopowder er det beste valget som drivstoff for nanothermites på grunn av sine mange attraktive egenskaper, for eksempel en høy oksidasjon varme (10-25 kJ/g)19, rask reaksjon kinetics20, lav giftighet21, og rettferdig grad av stabilitet når det er nøyaktig paddivert22.
I Al-baserte nanothermites, flammen foran overfører på høy fart (0,1 - 2,5 km/s), men dette kan imidlertid, anses som detonasjon23. Reaksjon mekanismen er faktisk drevet av konveksjon av varme gasser i porøsitet Ureagert materiale. Med andre ord, er porøsitet avgjørende for rask forbrenning av nanothermites. Løs nanothermite pulver er imidlertid ikke stabil fra et fysisk ståsted. De er komprimert med støt eller vibrasjoner, og deres tetteste komponent (generelt oksid) skiller gradvis fra sammensetningen av effekten av tyngdekraften. Stabilisering av nanothermite porøsitet er en avgjørende utfordring for deres integrering i fremtidige pyroteknisk systemer.
Den største fordelen med forberedelsesprosessen beskrevet her er å gi svært porøs, solid, nanothermite monolitter, som kan være formet av molding lim som utgjør. I tillegg er nanothermite skum svært lite følsom for sjokk, friksjon og elektrostatisk utladning sammenlignet nanothermite løs pulver. Dette insensitivitet gjør dem spesielt trygge å håndtere og maskinen, for eksempel ved saging eller boring.
Når løs nanothermite pulver er trykket eller pelletized, deres porøsitet reduseres og objekter er dannet. Samholdet av slike materialer stammer fra overflaten krefter, som er ansvarlig for aggregering av nanopartikler. Mekanisk styrke av nanothermite pellets kan forbedres i nærvær av carbon nano-fiber, som fungerer som et rammeverk for å forsterke disse objektene24. Dessverre, trykke sterkt reduserer reaktivitet av nanothermites. Ifølge Prentice et al.induserer å trykke på nano-Al/nano-WO3 komposisjoner en kollaps av deres reaksjon hastighet av to størrelsesordener7. I konklusjonen, i motsetning til de fleste sprengstoff, kan ikke nanothermites formes ved å trykke.
Hittil har svært få metoder for å strukturere nanothermites rapportert i vitenskapelig litteratur håndteringen av nanothermites. Nanothermites kan settes på underlag, enten fra pulver av sine komponenter spredt i en flytende medium ved geleelektroforese25eller sputtering sine komponenter i påfølgende lag26. Begge tilnærminger føre til tett innskudd, som er mindre reaktiv enn løs pulver og delaminate fra underlaget der de er forberedt.
Utarbeidelsen av "tredimensjonal" objekter består av nanothermite ble foreslått av Tillotson et al. 5, som brukte sol-gel syntese utviklet av flenge et al. som består av gelling løsninger av metallisk salter av epoksider27. Nanothermite monolitter tilberedes av spre Al nanopowder i sol, før gelling. Geléer er deretter tørket i en varme kammer å produsere xerogels eller ved en komplisert prosess som involverer bruk av superkritisk CO2 å få aerogels. Nanothermite aerogels ikke bare har sterk reaktivitet, men kan også være maskinert på grunn av deres gode mekaniske egenskaper. I tillegg gjør sol-gel prosessen det mulig å syntetisere mikro- og mesoporous materialer med en uovertruffen grad av homogenitet mellom drivstoff (Al) og oksid i miksen. Til tross for disse interessante funksjoner, bruk av sol-gel er begrenset av: (i) kompleksiteten i satsvis syntese, som avhenger av mange parametere; (ii) uunngåelig tilstedeværelse av syntese biprodukter (urenheter) i siste materiale og (iii) i svært lang tid kreves av de ulike trinnene i prosessen.
Brennbare matter av nanothermite ble utarbeidet av electrospinning av nitrocellulose (binder) fra løsninger med Al og CuO nanopartikler28. Disse nanothermite tover består av fibre med sub mikrometer skala diameter, som er en priori ikke-porøse. Disse materialene er i porøsitet definert av sammenfiltring av fiber. Eksempler på nanothermite matter brenner sakte (0,06 - 1.06 m/s) sammenlignet med ren nano-størrelse Al/CuO blandinger i løse pulveret tilstand, som overfører flammen foran på en hastighet av flere hundre m/s29. Til slutt, bruk av nitrocellulose som bindemiddel for nanothermites er ikke ideelt, fordi det betydelig øker deres termisk følsomhet og endrer langsiktig kjemiske stabilitet.
Membraner av nanothermites ble utarbeidet av Yang et al. fra komplekse hierarkisk MnO2/SnO2 heterostructures blandet med Al nanopartikler6. Disse materialene har oksid fasen en svært spesifikke morfologi, der MnO2 nano-ledninger er dekket av SnO2 grener. På grunn av sin meget spesiell struktur, oksid ikke bare feller Al nanopartikler, men også sikrer mekanisk motstand av membranen.Forberedelsesprosessen med MnO2/SnO2/Al membraner er meget enkel; Det består av filtrering av nanothermite i væsken der det er utarbeidet, bruke filtrering kaken som en membran.
For å oppsummere, den eneste nanothermite er nevnt i den vitenskapelige litteraturen innskudd på underlag, aerogels eller matter. Ideen om forbereder nanothermites i form av solid skum åpner nye horisonter for integrering av disse energisk materialer i funksjonelle fyrverkeri systemer. Skummende prosessen i denne artikkelen er enkelt å utføre og kan brukes nesten alle nanothermite utarbeidet av aluminium nanopowder. Skummende agent er orthophosphoric syre (H3PO4), en felles, billig og giftig kjemisk, som reagerer med nano-Al gi sement (AlPO4) og gasser (H2, H2O damp) oppretter porøsitet av den materiale1. Aluminium fosfat er spesielt stabil ved høye temperaturer, i motsetning til organisk bindemidler som energisk polymerer (nitrocellulose). Imidlertid fungerer AlPO4 som et oxidizer mot nano-Al ved høy temperatur, et konsepsjon "negativ eksplosiver" foreslått av Shimizu30.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum nanopowder</td>
			<td>Intrinsiq Materials</td>
			<td>-</td>
			<td>nanopowder, &#8776; 100 nm particle size Al QNA891</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten(VI) oxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>550086-25G</td>
			<td>nanopowder, &#60;100 nm particle size (TEM) Lot# MKBR9903V</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orthophosphoric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>-</td>
			<td>85% solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyethylene Pasteur pipette 3 mL</td>
			<td>Th. Geyer</td>
			<td>7691062</td>
			<td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,50 ml, Length 145 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyethylene Pasteur pipette 1 mL</td>
			<td>Th. Geyer</td>
			<td>7691063</td>
			<td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,25 ml, Length 150 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Test tube shaker Reax Control</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td>541-11000-00</td>
			<td>Vortex mixer with strong 5 mm vibration orbit yields</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects

Målet med protokollen beskrevet i denne artikkelen er å forberede aluminothermic komposisjoner (nanothermites) i form av porøs, monolittisk objekter. Nanothermites er brennbare materialer laget av uorganiske drivstoff og en oksidant. I nanothermite skum er aluminium drivstoff og aluminium fosfat og tungsten trioxide er de oksiderende moieties. De høyeste flamme overføring fart (FPVs) i nanothermites er observert i løs pulver og FPVs er sterkt redusert med pellets nanothermite pulver. Fra et fysisk ståsted er nanothermite løs pulver metastable systemer. Egenskaper kan endres utilsiktet komprimeres indusert ved støt eller vibrasjoner eller segregering av partikler over tid av settling fenomener, som stammer fra tetthet forskjellene for sine komponenter. Flytte fra et pulver til et objekt er utfordringen som må overvinnes for å integrere nanothermites i pyroteknisk systemer. Nanothermite objekter må ha både en åpen på høy porøsitet og god mekanisk styrke. Nanothermite skum oppfyller begge disse kriteriene, og de er forberedt ved å spre en nano-størrelse aluminothermic blanding (Al/WO3) i orthophosphoric syre. Reaksjonen av aluminium med syre løsningen gir AlPO4 "sement" som Al og ve3 nanopartikler er innebygd. I nanothermite skum spiller aluminium fosfat den doble rollen bindemiddel og oksidant. Denne metoden kan brukes med tungsten trioxide, som ikke endres av forberedelsesprosessen. Det kan trolig bli utvidet til noen karbonoksider, som vanligvis brukes for utarbeidelse av høytytende nanothermites. WO3-basert nanothermite skum beskrevet i denne artikkelen er spesielt ufølsom og friksjon, noe som gjør dem langt tryggere å håndtere enn løs Al/WO3 pulver. Rask forbrenning av disse materialene har interessante programmer i pyroteknisk igniters. Deres bruk i detonatorer som primere ville kreve inkorporering av en sekundær eksplosive i sammensetningen.

Aluminophosphate matrise inneholder krystallisert aluminium (Al) og aluminium fosfat (AlPO4). Tilstedeværelsen av disse fasene ble bekreftet av X-ray Diffraksjon (figur 1). I tillegg har gravimetric eksperimenter vist at dette materialet inneholder også en ikke-krystallinske del, som er amorfe alumina. Disse materialene fungerer aluminium fosfat både som bindemiddel og oksidant. Oksiderende egenskaper av AlPO4 var dokumentert ved å m...

Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects

Dette manuskriptet beskriver syntesen av brennbare aluminophosphate matriser reaksjon orthophosphoric syre (H3PO4) med aluminium nanopowder. Når denne reaksjonen er gjennomført med overflødig aluminium i nærvær av tungsten trioxide nanopowder, fører det til en solid, porøse nanothermite skum.

Nanothermite med marengs-lignende morfologi: fra løs pulver til svært porøs objekter

The goal of the protocol described in this article is to prepare aluminothermic compositions (nanothermites) in the form of porous, monolithic objects. ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

Frie radikaler i Chemical Biology: fra Kjemisk Behavior til utvikling av biomarkører

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological ...

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

Nukleosidtrifosfater - Fra Synthesis til Biokjemisk karakterisering

The  traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the  use of solid-phase synthesis by appending suitably modified ...

From Constructs to Crystals &#8211; Towards Structure Determination of &#946;-barrel Outer Membrane Proteins

From Constructs to Crystals ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“ Towards Structure Determination of ÃƒÅ½Ã‚Â²-barrel Outer Membrane Proteins

Fra konstruerer Crystals - Mot Struktur Bestemmelse av β-fat ytre membranproteiner

Membrane proteins serve important functions in cells such as nutrient transport, motility, signaling, survival and virulence, yet constitute only ~1% ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

X-ray Powder Diffraksjon i Conservation Science: Mot Rutine Crystal Structure Bestemmelse av korrosjonsprodukter på Heritage Kunstverk

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

Ekstraksjon og rensing av polyfenoler fra frysetørket bærpulver til behandling av vaskulære glatte muskelceller<em&gt; I Vitro</em

Epidemiological studies indicate that increased flavonoid intake correlates with decreased mortality due to cardiovascular diseases (CVD) in the United ...

From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

Fra molekyler til materialer: Engineering nye ioniske flytende krystaller gjennom Halogen bånd

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

Pode Multiwalled karbon nanorør polystyren aktivere selvtillit forsamlingen og Anisotrop lappverk

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Combustion Chemistry of Fuels: Quantitative Speciation Data Obtained from an Atmospheric High-temperature Flow Reactor with Coupled Molecular-beam Mass Spectrometer

Forbrenning kjemi av drivstoff: kvantitative artsdannelse Data fra en atmosfærisk høy temperatur flyt reaktoren med kombinert molekylær-beam masse Spectrometer

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This ...

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

Metionin Funksjonalisert biokompatible Block Kopolymerer for målrettet plasmider DNA levering

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...

Analyzing Melts and Fluids from Ab Initio Molecular Dynamics Simulations with the UMD Package

Analysere smelter og væsker fra Ab Initio Molecular Dynamics Simulations med UMD-pakken

We have developed a Python-based open-source package to analyze the results stemming from ab initio molecular-dynamics simulations of fluids. The package ...