Lorsqu'un acte de terrorisme ou un accident de véhicule ou industriel enflamme du carburant, l'incendie ou l'explosion qui en résulte peut être dévastateur. Aujourd'hui, les scientifiques décriront comment de longues mais microscopiques chaînes de polymères pourraient être ajoutées au carburant pour réduire considérablement les dommages causés par ces incidents terrifiants sans affecter les performances.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion et exposition nationale du printemps 2019 de l'American Chemical Society (ACS).

Le projet a été motivé par le 11 septembre 2001, Attaques terroristes. Ce jour la, des avions de passagers chargés de carburant se sont écrasés contre les tours jumelles du World Trade Center de New York. L'impact a déclenché une chaîne d'événements qui ont finalement fait tomber les bâtiments, Julia Kornfield, Doctorat., dit.

Lorsque les avions ont heurté les bâtiments, leur carburant s'est transformé en brouillard. L'allumage de la brume a soufflé des centaines de fenêtres (fournissant plus d'air pour alimenter le feu), rupture des membranes de béton entre les planchers et arrachement de l'isolant des poutres en acier, elle dit. S'il n'y avait pas eu de buée de carburant, la destruction initiale n'aurait pas été aussi grave, et les bâtiments auraient pu résister aux moindres dégâts, dit Kornfield, qui étudie les polymères et le comportement des écoulements au California Institute of Technology.

Après l'attaque, l'un de ses collègues a suggéré que l'ajout de petites quantités de polymères au carburant pourrait limiter la formation de buée lors d'un impact à grande vitesse et réduire le risque d'incendie ou d'explosion ultérieur. Poussé par la suggestion, Kornfield et son équipe ont commencé à rechercher des polymères appropriés qui pourraient dissiper l'énergie d'impact qui briserait normalement les gouttes de carburant en un brouillard.

D'autres chercheurs poursuivant cet objectif ont développé des polymères « ultralongs » qui peuvent diminuer l'issue d'un impact, résultant en un refroidisseur, feux plus courts. Cependant, les polymères ultralongs ne sont pas très pratiques car ils gênent le fonctionnement du moteur, note Kornfield. Ils se décomposent également de manière irréversible en molécules plus petites lorsqu'ils traversent des pipelines ou des pompes, perdre en efficacité.

Comme alternative, son équipe a créé des polymères qui peuvent se lier de manière réversible de bout en bout via des groupes acide carboxylique et amine pour former des « mégasupramolécules, " qui sont aussi longs que les polymères ultralongs mais ne se brisent pas dans les canalisations ou les pompes. Les chercheurs, qui a créé des vidéos sur le travail, a cofondé la start-up Fluid Efficiency pour développer davantage les polymères et fournir des échantillons pour évaluation aux entreprises pétrochimiques, producteurs de lubrifiants et exploitants de pipelines.

Les résultats ont été encourageants. La buée a été significativement réduite dans le carburant traité avec les polymères, et après l'allumage du carburant, la flamme s'est éteinte d'elle-même. Un test récent suggère que les mégasupra-molécules ajoutées dans une raffinerie ou un dépôt de carburant resteraient actives après avoir traversé plus de 600 miles de pipeline et des centaines de pompes, Kornfield dit, notant que les polymères ultralongs auraient perdu la majeure partie de leur puissance après 50 miles. "Il s'agit d'une étape importante vers la fourniture d'un additif qui pourrait améliorer la sécurité des transports pour tous les utilisateurs recevant du carburant via un réseau de pipelines sans craindre que la protection ne soit perdue en transit, " elle explique.

Les molécules de Kornfield ont d'autres avantages. Ils améliorent la lubrification et l'écoulement dans les canalisations et les tuyaux pendant la distribution de carburant. Parce que le squelette hydrocarboné des molécules de polymère ressemble à celui du carburant, ils restent solubles même à basse température. En outre, les molécules se décomposent en plus petites lorsqu'elles passent dans les moteurs et brûlent avec le carburant, afin qu'ils n'interfèrent pas avec les performances du moteur. En prime inattendue, l'additif réduit la formation de suie par les moteurs diesel de 12%, selon des tests préliminaires à l'Université de Californie, Bord de rivière.

Maintenant, les polymères ajouteraient un ou deux centimes au coût d'un gallon de carburant, ce qu'elle dit est un peu coûteux. Ils aimeraient collaborer avec des partenaires qui peuvent réduire le prix et tester les performances des molécules avec une variété de carburants. L'armée américaine prévoit d'étudier l'utilité des additifs dans des scénarios impliquant divers impacts et projectiles tels que des engins explosifs improvisés.