Nano-thermite
નેનો-થર્માઇટ અથવા સુપર-થર્માઇટ એક મેટાસ્ટેબલ ઇન્ટરમોલેક્યુલર કમ્પોઝિટ (એમ. આઈ. સી.) છે જે તેના મુખ્ય ઘટકો, ધાતુ અને ધાતુના ઓક્સાઇડના કણોના કદ દ્વારા 100 નેનોમીટરથી ઓછી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. આ ઉચ્ચ અને વૈવિધ્યપૂર્ણ પ્રતિક્રિયા દર માટે પરવાનગી આપે છે. નેનો-થર્માઇટ્સમાં ઓક્સિડાઇઝર અને રિડ્યુસિંગ એજન્ટ હોય છે, જે નેનોમીટર સ્કેલ પર ગાઢ રીતે મિશ્રિત હોય છે. નેનો-થર્મિક સામગ્રી સહિત એમ. આઈ. સી. એ લશ્કરી ઉપયોગ માટે તેમજ પ્રોપેલન્ટ્સ, વિસ્ફોટકો અને આતશબાજીનો સમાવેશ કરતી સામાન્ય એપ્લિકેશનો માટે તપાસ કરવામાં આવતી પ્રતિક્રિયાશીલ સામગ્રીનો એક પ્રકાર છે. પરંપરાગત થર્માઇટ્સથી એમ. આઈ. સી. ને જે અલગ પાડે છે તે એ છે કે ઓક્સિડાઇઝર અને ઘટાડનાર એજન્ટ, સામાન્ય રીતે આયર્ન ઓક્સાઇડ અને એલ્યુમિનિયમ, અત્યંત સૂક્ષ્મ પાવડર (નેનોપાર્ટિકલ્સ) ના સ્વરૂપમાં હોય છે. આ માઇક્રોમીટર-કદના પાવડર થર્માઇટની સાપેક્ષ પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં નાટ્યાત્મક રીતે વધારો કરે છે. પરંપરાગત થર્માઇટ્સના બર્નિંગ દરને ધીમું કરતી સામૂહિક પરિવહન પદ્ધતિઓ આ સ્કેલ પર એટલી મહત્વપૂર્ણ નથી, તેથી પ્રતિક્રિયા વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે. સંભવિત ઉપયોગો ઐતિહાસિક રીતે, પરંપરાગત થર્માઇટ્સ માટે આતશબાજી અથવા વિસ્ફોટક કાર્યક્રમો તેમના પ્રમાણમાં ધીમા ઊર્જા પ્રકાશન દરને કારણે મર્યાદિત રહ્યા છે. કારણ કે નેનોથર્માઇટ્સ અણુ સ્કેલની નજીક આવતા નિકટતા ધરાવતા પ્રતિક્રિયાશીલ કણોમાંથી બનાવવામાં આવે છે, તેથી ઊર્જા મુક્તિનો દર ઘણો વધારે છે. એમ. આઈ. સી. અથવા સુપર-થર્માઇટ્સ સામાન્ય રીતે લશ્કરી ઉપયોગ, પ્રોપેલન્ટ્સ, વિસ્ફોટકો, ઉશ્કેરણીજનક ઉપકરણો અને આતશબાજી માટે વિકસાવવામાં આવે છે. નેનો-કદની સામગ્રીના લશ્કરી ઉપયોગોમાં સંશોધન 1990ના દાયકાની શરૂઆતમાં શરૂ થયું હતું. તેમના અત્યંત વધેલા પ્રતિક્રિયા દરને કારણે, યુ. એસ. સૈન્ય દ્વારા નેનો-થર્મિક સામગ્રીનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે, જેનો હેતુ પરંપરાગત વિસ્ફોટકો કરતાં ઘણા ગણા વધુ શક્તિશાળી નવા પ્રકારના બોમ્બ વિકસાવવાનો છે. નેનોએનર્જેટિક સામગ્રી પરંપરાગત ઊર્જાસભર સામગ્રી કરતાં વધુ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે અને આ ઊર્જાના પ્રકાશનને અનુરૂપ નવીન રીતોમાં તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. થર્મોબારિક શસ્ત્રો એ નેનોએનર્જેટિક સામગ્રીનો એક સંભવિત ઉપયોગ છે. પ્રકાર ઘણા સંભવિત થર્મોડાયનેમિકલી સ્થિર ઇંધણ-ઓક્સિડાઇઝર સંયોજનો છે. તેમાંના કેટલાક છેઃ એલ્યુમિનિયમ-મોલિબ્ડેનમ (VI) ઓક્સાઇડ એલ્યુમિનિયમ-કોપર (II) ઓક્સાઇડ એલ્યુમિનિયમ-આયર્ન (II, III) ઓક્સાઇડ એન્ટિમોની-પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ એલ્યુમિનિયમ-બિસ્મથ (III) ઓક્સાઇડ એલ્યુમિનિયમ-ટંગસ્ટન (VI) ઓક્સાઇડ હાઇડ્રેટ એલ્યુમિનિયમ-ફ્લોરોપોલીમર (સામાન્ય રીતે વિટોન) ટાઇટેનિયમ-બોરોન (ટાઇટેનિયમ ડાયબોરાઇડમાં બળી જાય છે, જે ઇન્ટરમેટેલિક કમ્પોઝિટ્સ તરીકે ઓળખાતા સંયોજનોના વર્ગ સાથે સંબંધિત છે). લશ્કરી સંશોધનમાં, એલ્યુમિનિયમ-મોલિબ્ડેનમ ઓક્સાઇડ, એલ્યુમિનિયમ-ટેફ્લોન અને એલ્યુમિનિયમ-કોપર (II) ઓક્સાઇડ પર નોંધપાત્ર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. પરીક્ષણ કરાયેલ અન્ય રચનાઓ નેનોસાઇઝ્ડ આરડીએક્સ અને થર્મોપ્લાસ્ટિક ઇલાસ્ટોમર્સ પર આધારિત હતી. પી. ટી. એફ. ઈ. અથવા અન્ય ફ્લોરોપોલીમરનો ઉપયોગ રચના માટે બંધનકર્તા તરીકે થઈ શકે છે. એલ્યુમિનિયમ સાથેની તેની પ્રતિક્રિયા, મેગ્નેશિયમ/ટેફ્લોન/વિટોન થર્માઇટ જેવી જ, પ્રતિક્રિયામાં ઊર્જા ઉમેરે છે. સૂચિબદ્ધ રચનાઓમાંથી, પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ સાથે સૌથી વધુ દબાણ દર ધરાવે છે. નેનોએનર્જેટિક સામગ્રી તૈયાર કરવાની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ 2 ગ્રામથી ઓછી માત્રામાં અલ્ટ્રાસોનિફિકેશન દ્વારા છે. ઉત્પાદનના ધોરણો વધારવા માટે કેટલાક સંશોધનો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. આ સામગ્રીઓની ખૂબ ઊંચી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સ્રાવ (ઇ. એસ. ડી.) સંવેદનશીલતાને કારણે, પેટા 1 ગ્રામ સ્કેલ હાલમાં લાક્ષણિક છે. ઉત્પાદન નેનો એલ્યુમિનિયમ, અથવા અલ્ટ્રા ફાઇન ગ્રેન (યુએફજી) એલ્યુમિનિયમ, પાઉડર એ મોટાભાગની નેનો-થર્મિક સામગ્રીનો મુખ્ય ઘટક છે. આ સામગ્રીના ઉત્પાદન માટેની એક પદ્ધતિ ગતિશીલ ગેસ-તબક્કાની ઘનીકરણ પદ્ધતિ છે, જે લોસ એલામોસ નેશનલ લેબોરેટરી ખાતે વેઇન ડેનેન અને સ્ટીવ સોન દ્વારા શરૂ કરવામાં આવી હતી. આ પદ્ધતિનો એક પ્રકાર નેવલ સરફેસ વોરફેર સેન્ટરના ભારતીય હેડ ડિવિઝનમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉત્પાદન માટેની બીજી પદ્ધતિ ઇલેક્ટ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ છે, જે નોવા સેન્ટ્રિક્સ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી છે, જે એલ્યુમિનિયમને બાષ્પીભવન કરવા માટે સ્પંદિત પ્લાઝ્મા ચાપનો ઉપયોગ કરે છે. ડાયનેમિક ગેસ-ફેઝ કન્ડેન્સેશન અને ઇલેક્ટ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ પાઉડર અવિભાજ્ય છે. ઉત્પાદનનું એક મહત્વપૂર્ણ પાસું એ છે કે દસ નેનો-મીટરની શ્રેણીમાં કદના કણો ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા, તેમજ કણોના કદના મર્યાદિત વિતરણ સાથે. 2002 માં, નેનો-કદના એલ્યુમિનિયમ કણોના ઉત્પાદન માટે નોંધપાત્ર પ્રયત્નોની જરૂર હતી, અને સામગ્રી માટેના વ્યાપારી સ્રોતો મર્યાદિત હતા. લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી ખાતે રેન્ડલ સિમ્પસન, એલેક્ઝાન્ડર ગેશ અને અન્ય લોકો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી સોલ-જેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ નેનો-સ્ટ્રક્ચર્ડ સંયુક્ત ઊર્જાસભર સામગ્રીનું વાસ્તવિક મિશ્રણ બનાવવા માટે કરી શકાય છે. પ્રક્રિયા પર આધાર રાખીને, વિવિધ ઘનતાના એમ. આઈ. સી. નું ઉત્પાદન કરી શકાય છે. અત્યંત છિદ્રાળુ અને એકસમાન ઉત્પાદનો અતિ-નિર્ણાયક નિષ્કર્ષણ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ઇગ્નીશન તમામ વિસ્ફોટકોની જેમ, નિયંત્રણમાં સંશોધન છતાં સરળતા નેનોસ્કેલ વિસ્ફોટકોમાં સંશોધનનું લક્ષ્ય રહ્યું છે. કેટલાકને લેસર પલ્સથી સળગાવવામાં આવી શકે છે. લીડ માટે સંભવિત રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે એમ. આઈ. સી. ની તપાસ કરવામાં આવી છે. લીડ સ્ટાયફનેટ, લીડ એઝાઇડ) પર્ક્યુસન કેપ્સ અને ઇલેક્ટ્રિક મેચોમાં. અલ-બી2ઓ3 પર આધારિત રચનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પી. ઈ. ટી. એન. વૈકલ્પિક રીતે ઉમેરી શકાય છે. એલ્યુમિનિયમ પાવડરને નેનો વિસ્ફોટકોમાં ઉમેરી શકાય છે. એલ્યુમિનિયમમાં પ્રમાણમાં ઓછો દહન દર અને દહનની ઊંચી એન્થાલ્પી હોય છે. નેનો-થર્મિક મિશ્રણના ઇગ્નીશનના પરિણામે થર્માઇટ પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનો, સામાન્ય રીતે ધાતુના ઓક્સાઇડ અને તાત્વિક ધાતુઓ હોય છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન પ્રવર્તમાન તાપમાન પર, મિશ્રણના ઘટકોના આધારે ઉત્પાદનો નક્કર, પ્રવાહી અથવા વાયુયુક્ત હોઈ શકે છે. જોખમો પરંપરાગત થર્માઇટની જેમ, સુપર થર્માઇટ ખૂબ ઊંચા તાપમાને પ્રતિક્રિયા આપે છે અને તેને ઓલવવું મુશ્કેલ છે. પ્રતિક્રિયા જોખમી અલ્ટ્રા-વાયોલેટ (યુવી) પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં પ્રતિક્રિયાને સીધી ન જોવાની જરૂર પડે છે અથવા આંખની વિશેષ સુરક્ષા (ઉદાહરણ તરીકે, વેલ્ડરનું માસ્ક) પહેરવાની જરૂર પડે છે. વધુમાં, સુપર થર્માઇટ્સ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડિસ્ચાર્જ (ઇ. એસ. ડી.) માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે. કાર્બન નેનોફાઇબર સાથે ધાતુના ઓક્સાઇડ કણોની આસપાસ આવવાથી નેનોથર્માઇટ્સને સંભાળવા માટે વધુ સુરક્ષિત બનાવી શકાય છે. થર્મોટેકનિક રચના પણ જુઓ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ નાના કેલિબર કારતુસ અને કારતુસ સક્રિય ઉપકરણો માટે અલ/કે. એમ. એન. ઓ. 4 મેટાસ્ટેબલ ઇન્ટરમોલેક્યુલર કમ્પોઝિટ્સના સુપર-રિએક્ટિવ મેટાસ્ટેબલ ઇન્ટરમોલેક્યુલર કમ્પોઝિટ ફોર્મ્યુલેશનનું સંશ્લેષણ અને પ્રતિક્રિયા નાના કેલિબર કારતુસ અને કારતુસ સક્રિય ઉપકરણો નેનોકોમ્પોઝિટ ઊર્જાસભર સામગ્રીનું પ્રદર્શન અલ-મો. ઓ. ઓ. 3 પાયરોટેકનિક રચનાઓ ઉશ્કેરણીજનક શસ્ત્રો વિસ્ફોટક નેનોપાર્ટિકલ્સ