Nano-thermite
ন্যানো-থার্মাইট বা সুপার-থার্মাইট হল একটি মেটাস্টেবল আন্তঃআণবিক যৌগিক (এম. আই. সি) যা তার প্রধান উপাদানগুলির একটি কণার আকার, একটি ধাতু এবং একটি ধাতব অক্সাইড, 100 ন্যানোমিটারের নিচে দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এটি উচ্চ এবং কাস্টমাইজযোগ্য প্রতিক্রিয়া হারের অনুমতি দেয়। ন্যানো-থার্মিটগুলিতে একটি অক্সিডাইজার এবং একটি হ্রাসকারী এজেন্ট থাকে, যা ন্যানোমিটার স্কেলে ঘনিষ্ঠভাবে মিশ্রিত হয়। ন্যানো-থার্মিটিক উপকরণ সহ এম. আই. সি হল এক ধরনের প্রতিক্রিয়াশীল উপকরণ যা সামরিক ব্যবহারের পাশাপাশি প্রপেল্যান্ট, বিস্ফোরক এবং পাইরোটেকনিকের সাথে জড়িত সাধারণ প্রয়োগের জন্য তদন্ত করা হয়। প্রচলিত থার্মাইট থেকে এম. আই. সি-কে যা আলাদা করে তা হল অক্সিডাইজার এবং একটি হ্রাসকারী এজেন্ট, সাধারণত আয়রন অক্সাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম, অত্যন্ত সূক্ষ্ম গুঁড়ো (ন্যানো পার্টিকেল) আকারে থাকে। এটি মাইক্রোমিটার আকারের পাউডার থার্মাইটের তুলনায় প্রতিক্রিয়াশীলতা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি করে। যেহেতু প্রচলিত থার্মাইটের জ্বলন্ত হারকে ধীর করে এমন গণপরিবহন প্রক্রিয়া এই স্কেলগুলিতে এতটা গুরুত্বপূর্ণ নয়, তাই প্রতিক্রিয়াটি আরও দ্রুত অগ্রসর হয়। সম্ভাব্য ব্যবহার ঐতিহাসিকভাবে, ঐতিহ্যবাহী থার্মাইটের জন্য পাইরোটেকনিক বা বিস্ফোরক প্রয়োগগুলি তাদের তুলনামূলকভাবে ধীর শক্তি প্রকাশের হারের কারণে সীমিত ছিল। যেহেতু ন্যানোথার্মাইটগুলি পারমাণবিক স্কেলের কাছাকাছি আসা প্রতিক্রিয়াশীল কণা থেকে তৈরি হয়, তাই শক্তি প্রকাশের হার অনেক বেশি। এমআইসি বা সুপার-থার্মিট সাধারণত সামরিক ব্যবহার, প্রপেল্যান্ট, বিস্ফোরক, দাহ্য যন্ত্র এবং আতশবাজির জন্য তৈরি করা হয়। 1990-এর দশকের গোড়ার দিকে ন্যানো-আকারের উপকরণের সামরিক প্রয়োগ নিয়ে গবেষণা শুরু হয়। তাদের অত্যন্ত বর্ধিত প্রতিক্রিয়া হারের কারণে, প্রচলিত বিস্ফোরকগুলির তুলনায় কয়েকগুণ বেশি শক্তিশালী নতুন ধরনের বোমা তৈরির লক্ষ্যে মার্কিন সেনাবাহিনী ন্যানো-থার্মিটিক উপকরণগুলি অধ্যয়ন করছে। ন্যানোএনার্জেটিক উপকরণগুলি প্রচলিত শক্তিশালী উপকরণগুলির তুলনায় বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে এবং এই শক্তির মুক্তিকে উপযোগী করার জন্য উদ্ভাবনী উপায়ে ব্যবহার করা যেতে পারে। থার্মোবারিক অস্ত্র হল ন্যানোএনার্জেটিক উপকরণের একটি সম্ভাব্য প্রয়োগ। প্রকার তাপগতিবিদ্যার দিক থেকে স্থিতিশীল জ্বালানি-অক্সিডাইজারের অনেক সম্ভাব্য সংমিশ্রণ রয়েছে। এগুলির মধ্যে কয়েকটি হলঃ অ্যালুমিনিয়াম-মলিবডেনাম (6) অক্সাইড অ্যালুমিনিয়াম-তামা (2) অক্সাইড অ্যালুমিনিয়াম-লোহা (2,3) অক্সাইড অ্যান্টিমনি-পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গনেট অ্যালুমিনিয়াম-বিসমাথ (3) অক্সাইড অ্যালুমিনিয়াম-টাংস্টেন (6) অক্সাইড হাইড্রেট অ্যালুমিনিয়াম-ফ্লোরোপলিমার (সাধারণত ভিটন) টাইটানিয়াম-বোরন (টাইটানিয়াম ডাইবরাইডে পোড়া, যা ইন্টারমেটালিক কম্পোজিট নামক যৌগগুলির একটি শ্রেণীর অন্তর্গত)। সামরিক গবেষণায়, অ্যালুমিনিয়াম-মলিবডেনাম অক্সাইড, অ্যালুমিনিয়াম-টেফলন এবং অ্যালুমিনিয়াম-তামা (II) অক্সাইড যথেষ্ট মনোযোগ পেয়েছে। অন্যান্য রচনাগুলি ন্যানোসাইজড আরডিএক্স এবং থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমারের উপর ভিত্তি করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। পিটিএফই বা অন্যান্য ফ্লোরোপলিমার রচনাটির জন্য বাঁধাইকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ম্যাগনেসিয়াম/টেফলন/ভিটন থার্মাইটের মতো অ্যালুমিনিয়ামের সাথে এর বিক্রিয়া বিক্রিয়ায় শক্তি যোগ করে। তালিকাভুক্ত সংমিশ্রণগুলির মধ্যে, পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেটের চাপের হার সর্বোচ্চ। ন্যানোএনার্জেটিক উপকরণ প্রস্তুত করার সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি হল 2 গ্রামের কম পরিমাণে অতিস্বনককরণ। উৎপাদনের মাত্রা বাড়ানোর জন্য কিছু গবেষণা করা হয়েছে। এই উপকরণগুলির খুব উচ্চ ইলেকট্রোস্ট্যাটিক স্রাব (ই. এস. ডি) সংবেদনশীলতার কারণে, বর্তমানে 1 গ্রামের নিচে স্কেলগুলি সাধারণ। উৎপাদন ন্যানো অ্যালুমিনিয়াম, বা আল্ট্রা ফাইন গ্রেইন (ইউএফজি) অ্যালুমিনিয়াম, গুঁড়ো বেশিরভাগ ন্যানো-থার্মিটিক উপকরণের একটি মূল উপাদান। এই উপাদান উৎপাদনের একটি পদ্ধতি হল গতিশীল গ্যাস-পর্যায় ঘনীভবন পদ্ধতি, যা লস আলামোস জাতীয় গবেষণাগারে ওয়েন ড্যানেন এবং স্টিভ সন দ্বারা প্রবর্তিত। নেভাল সারফেস ওয়ারফেয়ার সেন্টারের ভারতীয় প্রধান বিভাগে এই পদ্ধতির একটি রূপ ব্যবহার করা হচ্ছে। উৎপাদনের আরেকটি পদ্ধতি হল ইলেক্ট্রোথার্মাল সংশ্লেষণ, যা নোভা সেন্ট্রিক্স দ্বারা বিকশিত, যা অ্যালুমিনিয়ামকে বাষ্পীভূত করতে একটি স্পন্দিত প্লাজমা চাপ ব্যবহার করে। গতিশীল গ্যাস-পর্যায় ঘনীভবন এবং তড়িৎ-তাপীয় সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি পাউডারগুলি অবিচ্ছেদ্য। উৎপাদনের একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হল দশটি ন্যানো-মিটার পরিসরে আকারের কণা উৎপাদন করার ক্ষমতা, পাশাপাশি কণার আকারের সীমিত বন্টন। 2002 সালে, ন্যানো-আকারের অ্যালুমিনিয়াম কণার উৎপাদনের জন্য যথেষ্ট প্রচেষ্টার প্রয়োজন ছিল এবং উপাদানটির বাণিজ্যিক উৎস সীমিত ছিল। লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে র্যান্ডাল সিম্পসন, আলেকজান্ডার গ্যাশ এবং অন্যান্যদের দ্বারা বিকশিত সল-জেল পদ্ধতির একটি প্রয়োগ, ন্যানো-কাঠামোগত যৌগিক শক্তিশালী উপকরণের প্রকৃত মিশ্রণ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন ঘনত্বের এম. আই. সি তৈরি করা যেতে পারে। অতি-গুরুত্বপূর্ণ উত্তোলনের মাধ্যমে অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত এবং অভিন্ন পণ্য অর্জন করা যেতে পারে। সমস্ত বিস্ফোরকগুলির মতো ইগনিশনও ন্যানোস্কেল বিস্ফোরকগুলির ক্ষেত্রে গবেষণার একটি লক্ষ্য। কিছু কিছু লেজার পালস দিয়ে জ্বালানো যেতে পারে। এম. আই. সি-গুলিকে সীসার সম্ভাব্য প্রতিস্থাপন হিসাবে তদন্ত করা হয়েছে (যেমন। লিড স্টাইফনেট, লিড অ্যাজাইড) পার্কাসন ক্যাপ এবং বৈদ্যুতিক ম্যাচগুলিতে। আল-বাই2ও3-এর উপর ভিত্তি করে রচনাগুলি ব্যবহার করা হয়। বিকল্পভাবে পিইটিএন যোগ করা যেতে পারে। ন্যানো বিস্ফোরকগুলিতে অ্যালুমিনিয়াম গুঁড়ো যোগ করা যেতে পারে। অ্যালুমিনিয়ামের তুলনামূলকভাবে কম জ্বলন হার এবং উচ্চ জ্বলন এনথালপি রয়েছে। ন্যানো-থার্মিটিক মিশ্রণের প্রজ্বলন থেকে উৎপন্ন থার্মাইট বিক্রিয়ার পণ্যগুলি সাধারণত ধাতব অক্সাইড এবং মৌলিক ধাতু হয়। প্রতিক্রিয়ার সময় প্রচলিত তাপমাত্রায়, মিশ্রণের উপাদানগুলির উপর নির্ভর করে পণ্যগুলি কঠিন, তরল বা বায়বীয় হতে পারে। বিপদ প্রচলিত থার্মাইটের মতো, সুপার থার্মাইট খুব উচ্চ তাপমাত্রায় বিক্রিয়া করে এবং নির্বাপিত করা কঠিন। প্রতিক্রিয়াটি বিপজ্জনক অতি-বেগুনি (ইউভি) আলো তৈরি করে, যার জন্য প্রতিক্রিয়াটি সরাসরি দেখা যায় না বা বিশেষ চোখের সুরক্ষা (উদাহরণস্বরূপ, একটি ওয়েল্ডারের মুখোশ) পরা প্রয়োজন। উপরন্তু, সুপার থার্মাইটগুলি ইলেকট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ইএসডি)-এর প্রতি খুব সংবেদনশীল। কার্বন ন্যানোফাইবার দিয়ে ধাতব অক্সাইড কণাগুলিকে ঘিরে রাখা ন্যানোথার্মাইটগুলিকে পরিচালনা করার জন্য নিরাপদ করে তুলতে পারে। আরও দেখুন থার্মেট পাইরোটেকনিক কম্পোজিশন রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্কগুলি একটি অতি-প্রতিক্রিয়াশীল মেটাস্টেবল আন্তঃআণবিক যৌগিক গঠনের সংশ্লেষণ এবং প্রতিক্রিয়া ছোট ক্যালিবার কার্তুজ এবং কার্তুজের জন্য আল/কে. এম. এন. ও 4 মেটাস্টেবল আন্তঃআণবিক সংমিশ্রণ সক্রিয় ডিভাইসগুলি ন্যানো কম্পোজিট এনার্জেটিক উপাদানের কার্যকারিতা আল-মোও 3 পাইরোটেকনিক সংমিশ্রণ দাহ্য অস্ত্র বিস্ফোরক ন্যানো পার্টিকেল