Металлоорганические каркасы превратили во взрывчатку

Химики из Великобритании и Турции разработали новый подход к синтезу высокоэнергетических или взрывчатых веществ, основанный на использовании металлоорганических каркасов. В нем они объединили окислитель и топливо, как правило использующиеся в виде смеси, в единую супермолекулярную структуру, обеспечивающую идеальное смешение компонентов. Работа опубликована в журнале Chemical Communications, а кратко с ней можно ознакомиться в блоге Королевского Химического Общества.

В качестве окислителя авторы выбрали нитраты щелочных и щелочноземельных металлов — эти вещества, селитры, традиционно использовались в пороховых смесях и многих других классических пиротехнических составах. Как правило, восстановителем при этом выступали порошки углерода (в виде угля), серы или различные органические вещества. В новой работе органическая компонента выступала сразу в двух ролях: как топливо и как ребра молекулярного каркаса, включающего в себя окислитель.

Синтез нового материала химики проводили смешивая замещенные ароматические дикарбоновые кислоты и нитраты в органическом растворителе. Процесс самосборки запускали добавлением основания — триэтиламина. В результате образовывался белый кристаллический порошок, энергетические свойства которого исследовали авторы.

Оказалось, что среди различных органических компонент наиболее выраженным эффектом обладает фторированная производная фталевой кислоты. Авторам также удалось связать интенсивность горения материала с его структурой. Например, наиболее прочный каркас (из тетрафтортерефталевой кислоты) соответствовал менее выраженному горению, а фторированные производные оказались лучшими кандидатами для использования в пиротехнике, чем незамещенные кислоты.

Исследователи подчеркивают, что предложенный подход позволяет очень точно управлять структурой получаемых материалов. А она, в свою очередь, является определяющей для их свойств. По словам эксперта в области высокоэнергетических соединений, Нигеля Дэвиса, подобные металлоорганические каркасы могут стать кандидатами на роль инициирующих взрывчатых веществ, поскольку в них можно добиться высокой интенсивности химических реакций даже в граммовых количествах. Однако, свойства новых материалов еще недостаточно изучены и требуют уточнения, в частности, еще неизвестна их чувствительность и устойчивость к трению.

Это не первая попытка синтеза высокоэнергетических каркасов. В 2013 году группа китайских ученых синтезировала комплекс серебра, обладающий каркасной структурой, но он не обладал выраженным разделением на окислительные и восстановительные компоненты, к тому же, использованный химиками азотистый лиганд сложен в получении, в отличие от производных фталевой кислоты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Безумие в наследство — 2

Как развитие технологий позволило нащупать «топологическое решение» загадки шизофрении

Шизофрения — одна из самых загадочных и сложных болезней человека. Уже более ста лет ученые пытаются понять причины ее возникновения и найти ключ к терапии. Пока эти усилия не слишком успешны: до сих пор нет ни препаратов, которые могли ли бы ее по-настоящему лечить, ни даже твердого понимания того, какие молекулярные и клеточные механизмы ведут к ее развитию. О том, как ученые бьются с «загадкой шизофрении» мы уже неоднократно писали: сначала с точки зрения истории психиатрии, затем с позиции классической генетики (читателю, который действительно хочет вникнуть в суть проблемы, будет очень полезно сначала прочитать хотя бы последний текст). На этот раз наш рассказ будет посвящен новым молекулярно-биологическим методам исследования, которые появились в распоряжении ученых буквально в последние несколько лет. Несмотря на сырость методик и предварительность результатов, уже сейчас с их помощью получены важнейшие данные, впервые раскрывающие механизм шизофрении на молекулярном уровне.