3D-печать сделает взрывчатые вещества более эффективными и безопасными

Исследователь из Лос-Аламосской национальной лаборатории по имени Алекс Мюллер работает над созданием нового поколения взрывчатых веществ. Предметом исследований химика и его коллег является возможность изменения структурной композиции тринитротолуола («тротила» или «ТНТ») с целью повышения эффективности. Другими словами, меньше динамита, больше фейерверка. В идеале взрывчатка должна стать не только более мощной, но и более безопасной, а добиться обеих целей Мюллер пытается с помощью 3D-печати.В первую очередь академическое население Лос-Аламоса известно своим участием в ядерной программе США, но деятельность лаборатории направлена не только на создание оружия массового поражения. Здесь же ведутся работы над мирным атомом и вполне мирной взрывчаткой. Не будем забывать, что без взрывчатых веществ многие полезные задачи вроде разработки карьеров, сноса зданий и даже тушения пожаров на нефтегазовых месторождениях были бы гораздо более сложными или даже невозможными. Но промышленная взрывчатка должна быть не только мощной, но и максимально безопасной для горняков и строителей.

Повышение ударной безопасности взрывчатых веществ звучит, как оксюморон, ведь для детонации необходим резкий энергетический импульс – такой, как удар. Существуют взрывчатые вещества с относительно низкой восприимчивостью к детонационному импульсу, однако они зачастую менее эффективны, так как значительная часть массы не успевает вступить в реакцию. Но есть еще один фактор, влияющий на эффективность и предсказуемость, и это однородность.Тротил обладает достаточно низкой чувствительностью к ударам и высокой мощностью, но его стабильность в немалой степени зависит от наличия и распределения полостей, играющих роль в формировании ударной волны внутри заряда. Неравномерное распределение воздушных пузырьков делает поведение взрывчатого вещества непредсказуемым. Мюллер надеется упорядочить консистенцию, манипулируя микроструктурой с помощью управляемого аддитивного процесса – то есть 3D-печати.

«Это новая технология, а потому у людей появляется естественное стремление опробовать 3D-печать для изготовления всего и вся. Однако новые технологии не всегда лучше старых. Можно, конечно, забивать гвозди электродрелью только потому, что она более высокотехнологична, чем обычный молоток, не это отнюдь не означает, что она эффективнее молотка в забивании гвоздей. В данном же случае применение новой технологии не просто оправданно, но и означает разницу между невозможным и возможным», – поясняет Мюллер. По замыслу ученого, 3D-печать позволит наносить слои взрывчатого вещества со строго регулируемым распределением пузырьков. Итоговый материал должен стать не только более устойчивым к случайному механическому воздействию, но и демонстрировать более стабильное поведение при формировании фронта ударной волны, что немаловажно в зарядах направленного действия.