Термитную смесь приспособили для послойной печати на струйном принтере

Инженеры научились печатать на струйном принтере многослойные объекты из термитной смеси на основе порошков наночастиц алюминия и оксида меди. Такой подход можно применять и для других взрывоопасных материалов, сообщается работе, опубликованной в журнале Journal of Applied Physics.

Термитная смесь состоит из металла и оксида металла, часто из алюминия и оксида железа. Эта смесь метастабильна: в обычном состоянии ее компоненты не реагируют между собой, но после зажигания алюминий начинает заменять железо в оксиде, при этом во время реакции происходит выделение большого количества тепла. В результате после зажигания смесь самостоятельно разогревается до более чем двух тысяч градусов Цельсия и может легко расплавить, например, сталь или кирпич.

Инженеры под руководством Джеффри Роадса (Jeffrey Rhoads) из Университета Пердью адаптировали термитную смесь для послойной струйной печати. Они взяли коммерчески доступный пьезоэлектрический струйный принтер с двумя печатающими головками. В качестве материалов термитной смеси исследователи выбрали нанопорошки алюминия и оксида меди с частицами диаметром 50 и 80 нанометров соответственно, из которых создали коллоидный раствор в диметилформамиде с небольшим добавлением поливинилпирролидона.

Инженеры протестировали разные подходы к печати: двумя чернилами или одними, которые содержали оба компонента. В случае с двумя чернилами они печатали таким образом, что капли разного состава чередовались в шахматном порядке, причем как в плоскости, так и между слоями. Они выяснили, что при печати двумя составами максимальная температура горения смеси была ниже на несколько сотен градусов.

Исследователи считают, что такая технология позволит внедрять взрывоопасные вещества в микроэлектронные устройства, например, создавать небольшие реактивные двигатели для них. Инженеры продемонстрировали как сам процесс печати нескольких прототипов, так и примеры их сгорания:

В 2015 году ВВС США закупили «карманные» термитные резаки, с помощью которых бойцы могут за несколько секунд разрезать стальную арматуру или замки. А в 2016 году британский изобретатель создал и продемонстрировал испытания термитной пушки. Она поджигает в стволе термитный заряд и выстреливает им на несколько метров.

Григорий Копиев