Des chercheurs du Laboratoire de recherche de l'armée américaine et de l'Université Ludwig Maximilian de Munich, L'Allemagne a développé une fusée lumineuse rouge respectueuse de l'environnement, populaire dans les feux d'artifice et parmi les soldats qui les utilisent dans le cadre d'opérations d'entraînement et sur le champ de bataille comme dispositifs de signalisation.

La formule est une composition pyrotechnique émettant de la lumière rouge à base de lithium de haute pureté et qualité de couleur, et évite une liste d'éléments nuisibles à l'environnement, nommément strontium et matières organiques chlorées, tous deux considérés comme dangereux pour l'homme.

La nouvelle formulation est basée sur un sel riche en azote de dilithium non hygroscopique qui sert à la fois d'oxydant et de colorant rouge. La formulation peut susciter l'intérêt des communautés des feux d'artifice civils et de la pyrotechnie militaire pour un développement ultérieur car elles ont toutes deux un intérêt direct dans le développement de formulations respectueuses de l'environnement, a déclaré le Dr Jesse J. Sabatini de l'ARL, un chimiste de recherche, qui, avec le professeur de l'université Thomas M. Klapötke, a co-écrit un article dans une édition récente d'Angewandte Chemie.

Pour obtenir une émission de lumière rouge d'une pureté de couleur élevée, les auteurs rapportent une formulation composée de magnésium en poudre et d'hexamine comme carburants, nitrocellulose, un système de liant époxy, et un sel riche en azote à base de lithium, qui sert à la fois d'oxydant et de colorant. Lorsqu'il est brûlé, cette formulation s'est avérée présenter une flamme de combustion relativement froide, tout en produisant des quantités appropriées de lithium atomique émettant de la lumière rouge. Bien qu'une optimisation supplémentaire soit encore nécessaire pour améliorer la luminosité des fusées éclairantes émettant de la lumière rouge à base de Li, cela représente le premier exemple connu d'une formulation émettrice de lumière rouge réussie de haute qualité de couleur et de pureté à base de lithium qui ne contient pas de perchlorates, matériaux halogénés ou matériaux à base de strontium.

Historiquement, les formulations pour les formulations pyrotechniques émettant de la lumière rouge comprenaient des combustibles métalliques en poudre comme le magnésium et l'aluminium, oxydants nitrate et perchlorate de strontium, ainsi que des matières organiques chlorées à base de carbone telles que le poly(chlorure de vinyle).

"Quand ces formulations sont brûlées, une lumière rouge vif est produite ; provoquée par la génération de chlorure de strontium(I) (SrCl). SrCl est un émetteur de lumière rouge profond, et c'est ce qu'on appelle un émetteur moléculaire métastable ; un émetteur non stable à l'état fondamental à basse température, mais qui est stable à l'état excité lors d'un processus de combustion à haute température. Malheureusement, perchlorates, les matières organiques chlorées et les matières à base de strontium présentes dans les formulations pyrotechniques traditionnelles émettant de la lumière rouge tombent en disgrâce d'un point de vue environnemental, et font l'objet d'un examen minutieux et/ou d'une action réglementaire croissants de la part de l'EPA, ", a déclaré Sabatini.

Les auteurs ont cité un récent rapport de l'EPA qui a trouvé le strontium comme potentiellement nocif pour la santé humaine, spécifiquement qu'il remplace le calcium dans l'os, interfère avec la solidité des os, et affecte ainsi le développement squelettique des enfants et des adolescents. En 2014, l'EPA a pris une décision préliminaire pour commencer à réglementer la quantité de strontium dans l'eau potable. Le strontium a été détecté dans 99 % de tous les systèmes d'eau publics et à des niveaux préoccupants dans 7 % des systèmes d'eau publics aux États-Unis. Alors que les terrains d'entraînement militaires américains n'ont pas été inclus dans l'étude, ces installations peuvent également présenter des concentrations élevées de strontium, compte tenu de la présence de strontium dans les compositions pyrotechniques de signalisation lumineuse à lumière rouge actuellement utilisées.

La prochaine étape de cette recherche consiste à rendre plus lumineuse la fusée rouge sans strontium et sans halogène que l'équipe a développée, dit Sabatini. "En d'autres termes, il faut maintenant s'efforcer d'augmenter l'intensité lumineuse de la formulation ou d'un proche dérivé de celle-ci. Cela peut être fait en parallèle avec ce qu'on appelle des expériences prototypes, dans lequel les nouvelles formulations de torches peuvent être testées à plus grande échelle. Les améliorations de la luminosité et les tests de prototypes à grande échelle seront nécessaires pour faire avancer la technologie. »