6. Przyszłość materiałów wybuchowych [4]

6.1. Materiały inicjujące

Wydawać by się mogło, że różnorodność materiałów wybuchowych w czasach współczesnych, rozwój technologii i badania nad energią jądrową zepchną materiały wybuchowe na dalszy plan. W rzeczywistości jest zupełnie inaczej. Materiały wybuchowe znajdują coraz więcej zastosowań, a co za tym idzie stawia im się coraz większe wymagania, zwłaszcza tym znajdującym się w użytku cywilnym. Większy nacisk stawia się na zwiększenie odporności na bodźce i odczynniki chemiczne, a jednocześnie na selektywne, wygodne metody dezaktywacji iniszczenia już istniejących materiałów, które wychodzą z użycia.

Wśród materiałów inicjujących poszukuje się bezpieczniejszych w użyciu i produkcji związków, które miałyby jednocześnie większą zdolność inicjującą. Wśród nowoopracowywanych materiałów inicjujących znajdują się min. kompleksy metali przejściowych IV okresu: Co, Cr, Ni, Zn; anionów z dużą ilością aktywnego tlenu: (N(NO₂))^-, (NClO₃)^2-, (C(NO₂)₃)^-, (ClO₄)^-, (ClO₃)^-, (MnO₄)^-, (BrO₃)^-, (JO₄)^-; oraz ligandy o dużej dodatniej entalpii tworzenia.

Powyżej znajdują się przykłady kompleksowych materiałów inicjujących. K1 trudno pobudza się przez uderzenie, iskrę elektryczną czy podgrzaniem gdy jest luźno usypany, natomiast sprasowany, nawet słaby bodziec z w/w powoduje detonację. K2 i K3 są bardzo czułe na promień lasera, próg wzbudzenie energią lasera wynosi zaledwie kilkadziesiąt mJ/cm².

6.2. Materiały miotające i utleniacze

Wśród paliw rakietowych i innych materiałów miotających nitrogliceryna, nitroglikol, nitroceluloza i inne materiały mogą zostać wkrótce zastąpione przez o wiele wydajniejsze. Od roku 1995, kiedy syntetyzowano po raz pierwszy cyklodekstryny (CD) trwają prace nad materiałami miotającymi opartymi nad nitrocyklodekstrynach, tworzących „kubeczki” z 6, 7, 8 monomerów, w których zamknięte są inne silne materiały wybuchowe. W roku 1998 otrzymano pierwsze takie materiał mogące służyć jako mało wrażliwe na bodźce materiały miotające.

Także utleniacze dodawane do paliw rakietowych i materiałów wybuchowych rozwijają się w ostatnich 10 latach. Są bogatsze w tlen i bardziej odporne na rozkład. Przykłady pokazano na ryc. 2.

Ważną cechą nowych utleniaczy jest w odróżnieniu od dotychczas używanych np. nadchloranu amonu, brak chloru w produktach spalania, który powoduje białą smugę kondensacyjną zostawianą przez silniki rakietowe. Brak smugi czyni rakiety poruszające się z ogromną prędkością praktycznie nie wykrywalnymi przez wzrok.

6.3. Materiały kruszące

Jeśli chodzi o materiały kruszące główny nacisk położony jest na zwiększenie siły materiału wybuchowego. Efekt taki uzyskuje się w materiałach wybuchowych o dużej gęstości. Dotychczas barierą gęstości były ok. 2 gramy na centymetr sześcienny. Przy takiej gęstości, nawet przy 100% utlenieniu wewnątrzcząsteczowym prędkość detonacji nie może przekroczyć 9500 metrów na sekundę. Od lat 80 XX wieku prace chemików przynoszą jednak zadowalający skutek. Otrzymano już heterocykliczne związki wielopierśćieniowe o budowie klatkowej, które są wydajniejsze o10‑15% od heksogenu i oktogenu. Niestety z uwagi na normy bezpieczeństwa dotyczące materiałów wybuchowych nie mogą zostać wprowadzone do użytku.

Wydaje się, że przyszłością materiałów wybuchowych są związki organiczne z dużą ilością grup nitrowych, aminowych oraz azotu, który niejednokrotnie zastępuje węgiel w strukturach podstawowych. Prace nad materiałami wybuchowymi prowadzone są na całym świecie, i na całym świecie też objęte są ścisłą tajemnicą. W Polsce najprężniejszym ośrodkiem badań nad związkami wybuchowymi jest Katedra Materiałów Wybuchowych i Niebezpiecznych Wojskowej Akademii Technicznej im. Jarosława Dąbrowskiego w Warszawie, choć wynalazcą nowego materiału wybuchowego może być właściwie każdy chemik prowadzący syntezę dotąd nie otrzymanego związku. Dlatego też wiele niepaństwowych zakładów produkcji materiałów wybuchowych prowadzi własne badania. Jednak „praca nad materiałami wybuchowymi jest żmudnym iskomplikowanym procesem, w którym wiele struktur bierze się pod uwagę, kilka syntezuje, jeszcze mniej zamienia w formy użytkowe, a tylko garstka znajduje szerokie zastosowanie przemysłowe i militarne.”[3]