Rookbommen afsteken is meer dan leuk op 4 juli. Het leger gebruikt rookgranaten in gevaarlijke situaties om dekking te bieden aan mensen en tanks die onderweg zijn. Maar de rookwapenwedloop is begonnen. Meer en meer, sensoren kunnen nu verder gaan dan het zichtbare bereik in het infrarode (IR) gebied van het spectrum. Vandaag, onderzoekers melden dat ze een nieuw soort rook hebben ontwikkeld dat zowel zichtbare als IR-detectie verdoezelt.

De onderzoekers presenteren hun werk vandaag op de 255e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"Vanwege de vooruitgang van sensoren buiten het zichtbare gebied, we hebben nieuwe nodig, goed presterende obscuranten in het infraroodgebied, " Zegt Zach Zander. "Elke obscurant kan licht met een bepaalde frequentie absorberen of verstrooien. De meeste soorten rook die we gebruiken, doen het goed in het zichtbare of IR-bereik. Het doel van dit programma is om te creëren wat we een bispectrale obscurant noemen, die werkt om zichtbaar te blokkeren, evenals infrarooddetectie."

Om een ​​betere rookwolk op te bouwen, Zander en zijn collega's van de Smoke &Obscurants, Pyrotechniek, en Chemisch Biologische Filtratie Branches begonnen na te denken over het gebruik van een metaal-organisch raamwerk (MOF). Andere wetenschappers die aan zijn instituut werken, het Edgewood Chemical Biological Center van het Amerikaanse leger, hebben deze stabiele poreuze structuren bestudeerd, en werkten met een apparaat genaamd UiO-66 dat bestond uit tereftaalzuur, een bekende zichtbare obscurant.

"De traditionele legerrookgranaat is gemaakt van een giftig materiaal, genaamd hexachloorethaan, maar tereftaalzuurgranaten komen naar voren als een veiliger alternatief, ", zegt Zander. De rest van UiO-66 bestaat uit grote poriën en een zirkoniumknoop die volgens onderzoekers in het IR-bereik zou kunnen absorberen. De vraag was of UiO-66 op zo'n manier zou branden dat het tereftaalzuur uit het raamwerk zou worden vrijgemaakt , het creëren van een rook met zowel een IR-absorberend middel als een zichtbaar licht verduisterend middel. Als het UiO-66-molecuul niet uit elkaar viel, het tereftaalzuur zou niet vrij zijn om het zichtbare licht te blokkeren.

In een proof-of-principle-experiment, de onderzoekers stopten UiO-66 in een granaat samen met de pyrotechnische middelen die de brandwond veroorzaken. Ze plaatsten het in een kamer van 249 kubieke meter vol met sensoren en lieten de rookgranaat afgaan.

"We hebben zichtbare en IR-golflengten gecontroleerd, " zegt Zander. "We hebben een verstopping in het zichtbare bereik, hoewel het niet zo goed was als een echte tereftaalzuurgranaat. We denken dat we onze prestaties kunnen verbeteren door het recept van het pyrotechnische deel te veranderen en daardoor het tereftaalzuur beter uit het raamwerk te bevrijden."

Op de lange termijn, de onderzoekers zijn van plan om door te gaan met het toevoegen van extra obscuranten aan de rook, het creëren van een soort "Zwitsers zakmes" van rookgranaten. "Ideaal, we willen graag één rookapparaat dat meerdere spectra raakt, in plaats van meerdere apparaten om elk spectrum afzonderlijk te raken, " Zegt Zander. "De reden dat dit zo belangrijk is voor het leger, is dat je de hoeveelheid spullen die een soldaat moet dragen tot een minimum wilt beperken. Eén granaat is beslist gemakkelijker te vervoeren dan vijf."