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

Los autores desean agradecer a los fotógrafos de ISL, Yves Suma y Yannick Boehrer, para las fotos de muestras y para la observación por video de alta velocidad de la síntesis y la combustión de espumas de nanothermite. También les gustaría expresar su agradecimiento a su colega el Dr. Vincent Pichot de NS3E laboratorio para la caracterización de los materiales por difracción de rayos x.

PRECAUCIÓN: Realizar todas las reacciones descritas en este artículo en una cámara de prueba de explosión con una ventana blindada que permite la inspección visual y la observación de los procesos de formación de espuma/combustión por video de alto velocidad. Tenga cuidado con respecto al riesgo experimental de la posible ignición de aluminotérmica composiciones y la explosión de hidrógeno en el aire. Por esta razón, siempre funciona en una cámara de prueba de explosión equipada con ventilación de escape ...

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	<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>

El proceso de mezcla de nanopolvos con ácido y el cierre de la cámara de explosión deben realizarse rápidamente, por razones de seguridad. El retardo de reacción puede variar hasta cierto punto (1-10 min), dependiendo de las condiciones experimentales. Se acorta cuando la temperatura es demasiado alta o en presencia de fuente de calor externa como un foco, que puede causar la activación temprana de la reacción de formación de espuma. Por el contrario, se incrementa cuando la temperatura ambiente es baja. En el ca...

Este artículo divulga sobre un método para la transformación de mezclas aluminotérmica de tamaño nanométrico (WO/Al3) de un estado de polvo suelto a espumas1. Nanothermites están rápidamente quema energéticas composiciones, que se elaboran más frecuentemente por la mezcla física de una óxido metálica/de sal con un metal reductor, en forma de nanopolvos2. Los óxidos más representativos utilizados para preparar nanothermites son Cr2O33,4, Fe2O35, MnO26, WO37, MoO38 , CuO9 y Bi2O310,11, mientras que las sales metálicas empleadas son percloratos12,13iodates14,15, peryodatos16,17 o persulfatos18los sulfatos. Aluminio nanopolvos es la mejor opción como combustible para nanothermites debido a sus numerosas propiedades deseables, tales como una alta oxidación calor (10-25 kJ/g)19, rápida reacción cinética20, baja toxicidad21, y una feria grado de estabilidad una vez que ha sido exactamente había apaciguado22.
En base Al nanothermites, el frente de llama se propaga a velocidades altas (0,1 - 2,5 km/s), pero esto, sin embargo, no se considera como detonación23. El mecanismo de reacción es conducido realmente por la convección de gases calientes en la porosidad del material no reaccionado. En otras palabras, la porosidad es esencial para la rápida quema de nanothermites. Sin embargo, nanothermite suelta polvo no es estable desde un punto de vista físico. Se compactan por choques o vibraciones, y su componente más densa (generalmente el óxido) se separa progresivamente de la composición por el efecto de la gravedad. La estabilización de la porosidad de nanothermite es un reto crucial para su integración en futuros sistemas pirotécnicos.
La principal ventaja del proceso de preparación que se describe a continuación es darle nanothermite altamente porosos, sólidos, monolitos, que pueden ser formados por el moldeado de la pasta de la que forman. Además, nanothermite las espumas son absolutamente insensibles a los golpes, fricción y electrostáticas, en comparación con polvos sueltos de nanothermite. Esta insensibilidad hace particularmente seguro de manejar y la máquina, por ejemplo por corte o perforación.
Polvos sueltos nanothermite presionados o granulados, disminuye su porosidad y objetos se forman. La cohesión de los materiales origina las fuerzas de superficie, que son responsables de la agregación de las nanopartículas. Puede mejorar la resistencia mecánica de los pellets de nanothermite en presencia de nano-fibras de carbono, que actúan como un marco para reforzar estos objetos24. Por desgracia, presionando fuertemente disminuye la reactividad de nanothermites. Según Prentice et al., la pulsación de nano-Al/nano-WO3 composiciones induce un colapso de su velocidad de reacción por dos órdenes de magnitud7. En conclusión, contrariamente a la mayoría de explosivos, nanothermites no puede ser en forma presionando.
Hasta la fecha, muy pocos métodos para estructurar los nanothermites se han divulgado en la literatura científica ocuparse nanothermites. Nanothermites pueden ser depositados sobre sustratos, ya sea de los polvos de sus componentes dispersadas en un medio líquido por electroforesis25o por el chisporroteo de sus componentes en sucesivas capas26. Ambos métodos conducen a depósitos densos, que son menos reactivos que los polvos sueltos y tienden a delaminate del substrato en el cual se preparan.
La preparación de objetos "tridimensionales" compuesto por nanothermite fue propuesta por Tillotson et al. 5, que utiliza la síntesis de sol gel desarrollada por Gash et al. que consta de gelificación soluciones de sales metálicas en epóxidos27. Monolitos de Nanothermite preparan dispersando Al nanopolvos en el sol, antes de gelificar. Posteriormente, los geles se secan en una cámara de calor para producir xerogeles o por un proceso complejo que involucra el uso de supercrítico de CO2 para obtener aerogels. Aerogeles de Nanothermite no sólo tienen reactividad fuerte pero pueden también trabajar a máquina debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Además, el proceso sol-gel permite sintetizar materiales micro y mesoporosos con un inigualable grado de homogeneidad entre el combustible (Al) y el óxido en la mezcla. A pesar de estas interesantes características, el uso del proceso sol-gel está limitado por: (i) la complejidad de la síntesis de la hornada, que depende de numerosos parámetros; (ii) la presencia inevitable de los subproductos de la síntesis (impurezas) en el material final y (iii) el tiempo necesitado por los diferentes pasos del proceso.
Combustibles esteras de nanothermite se prepararon por electrospinning de nitrocelulosa (carpeta) de soluciones cargadas con nanopartículas de Al y CuO28. Estos fieltros nanothermite están compuestos de fibras con diámetros de escala secundario-micrómetro, que son a priori no porosa. En estos materiales, la porosidad se define por el entrelazamiento de las fibras. Las muestras de nanothermite alfombras quema lentamente (0.06 - 1.06 m/s) comparado con mezclas de Al/CuO tamaño nanométrico puros en estado de polvo suelto, en el que el frente de llama se propaga a una velocidad de varios cientos de m/s29. Por último, el uso de celulosa como aglutinante para nanothermites no es ideal, porque aumenta su sensibilidad térmica considerablemente y altera su estabilidad química a largo plazo.
Membranas de nanothermites se prepararon por Yang et al. de complejo jerárquico MnO2/SnO2 heteroestructuras mezclado con nanopartículas de Al6. En estos materiales, la fase de óxido tiene una morfología muy específica, en los que MnO2 nano-cables están cubiertos por SnO2 ramas. Debido a su estructura muy particular, el óxido no sólo atrapa Al nanopartículas, sino que también asegura la resistencia mecánica de la membrana.El proceso de preparación de MnO2/SnO2/Al membranas es muy sencillo; se trata de lo nanothermite contenido en el líquido en el que se ha elaborado, utilizando la torta de filtración como una membrana de filtración.
Para resumir, el nanothermite sólo objetos mencionados en la literatura científica son depósitos en sustratos, aerogeles o esteras. La idea de preparar nanothermites en forma de espumas sólidas abre nuevos horizontes para la integración de estos materiales energéticos en sistemas funcionales de la pirotecnia. El proceso que hace espuma en este artículo es fácil de realizar y puede aplicarse virtualmente a cualquier nanothermite de aluminio nanopolvos. El agente espumante es el ácido ortofosfórico (H3PO4), un químico común, barato y no tóxico, que reacciona con el nano-Al dar el cemento (AlPO4) y los gases (H2, H2O vapor) que crean la porosidad de la material1. Fosfato de aluminio es particularmente estable a altas temperaturas, al contrario de aglutinantes orgánicos como los polímeros energéticos (nitrocelulosa). Sin embargo, AlPO4 se comporta como un oxidante hacia nano-a alta temperatura, según el concepto de "explosivos negativo" propuesta por 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

El objetivo del protocolo descrito en este artículo es preparar composiciones aluminotérmica (nanothermites) en forma de objetos porosas, monolíticas. Nanothermites son materiales combustibles de inorgánico combustible y un oxidante. En espumas de nanothermite, el aluminio es el combustible y el aluminio trióxido fosfato y tungsteno son las moléculas oxidantes. Las más altas velocidades de propagación llama (FPVs) en nanothermites se observan en los polvos sueltos y FPVs están fuertemente disminuida por nanothermite polvos de la granulación. Desde un punto de vista físico, nanothermite polvos sueltos son sistemas metaestables. Sus propiedades pueden ser alteradas por compactación involuntaria inducida por choques o vibraciones o por la segregación de partículas en el tiempo por asentamiento de fenómenos, que origina las diferencias de densidad de sus componentes. Pasar de un polvo a un objeto es el reto que debe superar para integrar nanothermites en sistemas pirotécnicos. Nanothermite los objetos deben tener una porosidad abierta alta y buena resistencia mecánica. Nanothermite espumas cumplir dos de estos criterios, y se preparan dispersando una mezcla aluminotérmica de tamaño nanométrico (WO/Al3) en ácido ortofosfórico. La reacción del aluminio con la solución ácida da el AlPO4 "cemento" en que Al y ay3 nanopartículas están integradas. En espumas de nanothermite, fosfato de aluminio desempeña la doble función de aglutinante y oxidante. Este método puede utilizarse con trióxido de tungsteno, que no se altera con el proceso de preparación. Probablemente podría extenderse a algunos óxidos, que son usados comúnmente para la preparación de nanothermites de alto rendimiento. El WO3-espumas nanothermite según se describe en este artículo son particularmente insensibles a impacto y fricción, que los hace mucho más seguros manejar que suelta Al/WO3 polvo. La rápida combustión de estos materiales tiene interesantes aplicaciones en encendedores pyrotechnic. Su uso en detonadores como cartillas requeriría la incorporación de un explosivo secundario en su composición.

La matriz de aluminophosphate contiene aluminio cristalizado (Al) y fosfato de aluminio (AlPO4). Fue confirmada la presencia de estas fases por difracción de rayos x (figura 1). Además, gravimétricos experimentos han demostrado que este material también contiene una parte no cristalino, que es alúmina amorfo. En estos materiales, fosfato de aluminio se comporta como binder y oxidante. Las propiedades oxidantes de AlPO4 se demuestran...

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

Este manuscrito describe la síntesis de matrices de combustible aluminophosphate por la reacción de ácido ortofosfórico (H3PO4) con aluminio nanopolvos. Cuando esta reacción se lleva a cabo con exceso de aluminio en presencia de nanopolvos de trióxido de tungsteno, conduce a una espuma sólida, porosa nanothermite.

Nanothermite con merengue-como morfología: de polvo suelto a objetos ultra porosos

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

Radicales Libres en Biología Química: del comportamiento químico al desarrollo de biomarcadores

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

Investigación

Química

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

Nucleósidos Trifosfatos - De la síntesis a la Caracterización bioquímica

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

A partir de construcciones de Cristales - Hacia la determinación de la estructura de la β-barril proteínas de membrana externas

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

Difracción de polvo de rayos X en Ciencias de la Conservación: Hacia rutina de determinación de estructura cristalina de los productos de corrosión de objetos de arte del patrimonio

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

Extracción y purificación de polifenoles de polvo de baya liofilizado para el tratamiento de células musculares lisas vasculares<em&gt; In 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

De las moléculas a los materiales: Ingeniería nuevos cristales líquidos iónicos a través de la vinculación de halógeno

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

Injerto de nanotubos de carbono pirólisis con poliestireno para permitir uno mismo-Asamblea y pliegues anisotrópico

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

Química de la combustión de combustibles: especiación cuantitativa datos obtenidos de un Reactor de flujo de alta temperatura atmosférica con junto haces moleculares de espectrómetro de masas

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

Copolímeros de bloque sin capacidad de ejecución funcionalización de metionina para la entrega de ADN de plásmido dirigido

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

Análisis de fundiciones y fluidos de ab initio Molecular Dynamics Simulations con el paquete UMD

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