De koper-3D-MOF uit de tekst. De nitraationen(hier niet getekend) blijken in de poriën rond te zweven.

Om krachtige explosieven te genereren die niet voortijdig afgaan, moet je de chemische componenten verwerken in een metal organic framework. De eerste pogingen in die richting zijn al geslaagd, meldt een overzichtsartikel in Angewandte Chemie.

Zoals bekend bestaat zo’n MOF uit een netwerk van metaalionen en langwerpige organische moleculen als ‘linkers’. Het idee is nu om die linkers te vervangen door iets ontplofbaars, zoals hydrazine of een andere tamelijk instabiele stikstofverbinding. De metaalionen (denk aan zink, kobalt, koper of iets anders dat goedkoop en relatief onschuldig is) dienen dan alleen om die bij elkaar te houden.

Volgens de auteurs is het niet helemaal nieuw. In ontstekingsmechanismes worden al ‘primaire explosieven’ gebruikt die uit metaal-kationen en stikstofhoudende anionen bestaan. Maar die vormen niet de 3D-structuur die met MOF’s wordt geassocieerd.

De in het artikel geïntroduceerde term ‘energetic MOF’ lijkt in elk geval niet eerder te zijn gebruikt.

De auteurs rekken de MOF-definitie een beetje op zodat ook 1D-structuren (ketens) en 2D-structuren (velletjes) er onder vallen. Uit eerdere publicaties concluderen ze dat de 1D-varianten te gevoelig zijn om er veel aan te hebben. 2D-MOFs zijn wat stabieler en misschien bruikbaar.

Stikstofrijke 3D-MOFs lijken echter veel minder gevoelig voor hoge temperatuur, vonken of mechanische belasting. Als voorbeeld wordt (Cu(atrz)3(NO3)2)n genoemd, waarbij atrz staat voor 4,4’-azo-1,2,4-triazol. Röntgenopnamen laten zien dat dit inderdaad een poreuze 3D-structuur vormt, die kennelijk in hoge mate zichzelf stabiliseert. Er is vrij veel nodig om de ontledingsreactie op gang te brengen, maar als het eenmaal knalt dan knalt het hard.

De auteurs voorspellen dat er nog heel veel valt te bereiken door met de componenten te spelen. Ze suggereren echter wel dat het primaire explosieven zullen blijven die vooral goed zijn om TNT of kunstmest aan te steken.

Voor grootschalig gebruik zijn MOF's wellicht ook iets te duur.

bron: Angewandte Chemie

Onderwerpen