졸-젤 처리 실리카에 갇힌 나노 TNT의 충격 감도

 ○ Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai, 인도의 S.V. Ingale 등은 초미세 입자크기의 2차 화약을 이용하여 LOVA 추진제나 폭발회로의 뇌관 합성에 많이 응용해 왔다. 졸-젤 방법을 이용하여 나노 TNT 결정이나 나노 크기의 PETN 혹은 RDX 입자를 실리카 젤에 침적시켜 xerogel 매트릭스를 만드는 방법을 개발하였다. 그리고 졸-젤을 이용한 실리카 젤 매트릭스 내의 화약에 대한 감도도 조사하였다.   ○ S.V. Ingale 등은 졸-젤 처리한 나노결정 TNT의 분석 결과를 살펴보면, SAXS 분석에서 TNT가 실리카 매트릭스 기공으로 들어가면 결과적으로 매트릭스의 평균 기공크기는 감소되는 것으로 나타났고, 동광산란 측정에서 실리카 클러스터의 평균 입자크기는 280∼443 나노메타이었으며, XRD 분석결과 TNT의 평균 결정 그레인 크기는 41 나노메타로 나타났다. TEM 에서 실리카 매트릭스 내에 분포되어 있는 나노 결정 TNT 입자 크기는 5∼45 나노메타로 나타났다고 보고했다.   ○ 졸–젤 방법에서 화약은 특정 용매에 녹이고 이용액에 실리카 젤 선행물인 TMOS에 물을 첨가하면, 나노 크기의 1차 실리카 입자를 형성하여 현탁액이 되는데 이를 졸이라 한다. 1차 실리카 입자들은 3차원의 젤이란 다공성 망상구조를 형성한다. 이 젤 기공 내에 용매가 들어있어 이 용매에 화약이 녹게 된다. 주변 환경 조건에서 젤 내 액상을 증발시키면, 젤 기공 내에 결정성 화약의 건조 젤 물질(xerogel)이 생성된다.   ○ 복합 재료의 감도 증가는 기공/공간 등의 결함밀도의 증가에 기인할 수 도 있는데, 이는 틈새 가스의 단열압축으로 유도될 수 있고, 화학반응의 중심에서 기폭 역할을 할 수도 있다.