طراحی و تحلیل شبکه‌های علمی ماده منفجره ایمن و نوظهور (TKX-50) با بهره گیری از نرم‌افزار علم‌سنجی VOSviewer

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده و پژوهشکده ایمنی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران

2 پژوهشگر، دانشکده و پژوهشکده ایمنی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران.

چکیده .

یکی از اصول پدافند غیرعامل، کاهش آسیب‌پذیری تأسیسات حیاتی و نظامی در برابر حملات دشمن از طریق روش‌های غیرمسلحانه است. مواد منفجره ایمن با کاهش خطرات ناخواسته (مانند انفجارهای تصادفی یا حملات خرابکارانه)، به افزایش ایمنی و امنیت زیرساخت‌ها کمک می‌کنند. افزایش قدرت انفجار و درعین‌حال کاهش حساسیت ماده منفجره منجر به تولید نسل‌های جدیدی از ماده منفجره شده است. یکی از ترکیبات قابل‌تأمل در این زمینه، دی هیدروکسیل آمونیــوم 5'،5 -بیس (تتــرازول) – 1'،1 -دی اولات TKX-50 است. هدف اصلی از پژوهش حاضر طراحی شبکه‌های علمی ماده منفجره ایمن و نوظهور (TKX-50) با استفاده از نرم‌افزار VOSviewer است. روش کار استفاده از نرم‌افزار voswiever جهت تحلیل داده‌های پایگاه‌های اطلاعاتی Webofscience،  PubMed و Scopus است. مراحل انجام این پروژه در هفت بخش ترسیم‌شده که شامل سازمان‌دهی رصد، چرخه جویش و جمع‌آوری، تحلیل و فرا تحلیل، به‌روزرسانی تصویر، تحلیل روند و برآورد، اعتبارسنجی و انتشار و بازخورد است. یافته‌ها نشان می‌دهد استفاده از مواد منفجره نوظهور به‌عنوان ماده‌ای ایمن‌تر، با آسیب کمتر برای محیط‌زیست و باقدرت انفجاری بالاتر می‌تواند جایگزینی برای مواد فعلی مورداستفاده در صنایع به‌کارگیری شود. بررسی ویژگی‌های عملکردی این ماده نشان می‌دهد کـه کـارایی انفجـاری آن بـا CL-20 برابـر اسـت. TKX-50 با بیشتر مواد موجود در فرمولاسیون‌های انفجاری، سازگاری مناسبی دارد؛ به‌طوری‌که حتی در برخی از منابع از آن به‌عنوان جـایگزین برخـی از نیتـرامین‌هـا یادشده است. بررسی حساسیت به محرک‌های ناخواسته نشان می‌دهد که این ترکیب باوجود داشتن محتوای انرژی و دانسیته بالا، حساسیت به ضربه و اصطکاک کمی دارد ضمن اینکه سمیت آن نیز پایین‌تر از بسیاری مواد منفجره متداول است. این ویژگی‌ها می‌توانند نویدبخش تولید مواد منفجره کاراتر و درعین‌حال ایمن‌تر در آینده نزدیک باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and Analysis of Scientific Networks on the Emerging and Safe Explosive Material (TKX-50) Using the Scientometric Software VOSviewer

نویسندگان [English]

  • seyyed reza karimi 1
  • Abdollah Naghipour 2
1 Assistant Professor, Faculty and Safety Research Institute, Imam Hossein University, Tehran, Iran
2 Researcher, Faculty and Safety Research Institute, Imam Hossein University, Tehran, Iran.
چکیده . [English]

One of the fundamental principles of passive defense is the reduction of vulnerability of critical and military facilities against enemy attacks through non-armed strategies. Safe explosives, by mitigating unintended risks (such as accidental detonations or sabotage), contribute to enhancing the safety and security of infrastructures. The simultaneous increase in explosive power and reduction in sensitivity has led to the development of new generations of energetic materials. Among the noteworthy compounds in this context is dihydroxylammonium 5,5′-bis(tetrazolate)-1,1′-diolate (TKX-50). The primary objective of the present study is to design scientific networks of safe and emerging explosives (TKX-50) using the VOSviewer software. The methodology involves employing VOSviewer to analyze data retrieved from Web of Science, PubMed, and Scopus databases. The project is structured into seven stages: monitoring organization, search and collection cycle, analysis and meta-analysis, image updating, trend analysis and estimation, validation, and dissemination with feedback. Findings indicate that emerging explosives, as safer materials with reduced environmental impact and higher explosive performance, can serve as alternatives to currently utilized energetic compounds in applied industries. Examination of TKX-50’s functional properties reveals that its explosive efficiency is comparable to CL-20. TKX-50 demonstrates favorable compatibility with most components in explosive formulations, and in some sources, it is even considered a substitute for certain nitramines. Sensitivity assessments show that despite its high energy content and density, TKX-50 exhibits low impact and friction sensitivity, along with reduced toxicity compared to many conventional explosives. These characteristics highlight its potential for the future development of more efficient yet safer energetic materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Passive Defense
  • Network Design
  • High Detonation Velocity
  • Material Safety
  • TKX-50

Smiley face

مراجع

  • Held, "Insensitive Munitions – A Contribution to Passive Defense," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, vol. 30, no. 1, pp. 3-8, Feb. 2005.
  • J. Tulis, "Passive Defense Strategies for Military Infrastructure Protection," IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, vol. 48, no. 6, pp. 915-925, June 2018.
  • Kubota, "Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion," Wiley-VCH, 3rd Edition, 2015.
  • P. Marsh et al., "Insensitive High Explosives: Safety and Performance," Journal of Energetic Materials, vol. 34, no. 2, pp. 123-140, 2016.
  • Fischer, D. Fischer, T. M. Klapötke, D. G. Piercey, and J. Stierstorfer, “Pushing the limits of energetic materials – the synthesis and characterization of dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate,” J. Mater. Chem., vol. 22, no. 38, pp. 20418–20422, 2012.
  • M. Klapötke, “TKX-50,” in Energetic Materials Encyclopedia, Munich, Germany: Ludwig-Maximilians-Universität München, 2017.
  • Huang, Y. Shi, and J. Yang, “Compatibility study of dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate (TKX-50) with some energetic materials and inert materials,” J. Energ. Mater., vol. 33, no. 1, pp. 66–72, 2015.
  • Deng, Q. J. Jiao, and H. Ren, “Nano dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate (TKX-50) sensitized by the liquid medium evaporation-induced agglomeration self-assembly,” J. Energ. Mater., vol. 38, no. 3, pp. 253–260, 2020.
  • Elbasuney, M. Yehia, S. Ismael, and M. El Gamal, “Novel ammonium perchlorate/RDX co-crystal: Bespoke energetic materials with tailored decomposition kinetics,” J. Energ. Mater., vol. 41, no. 3, pp. 429–443, 2023.
  • Zhao, Y. Zhao, X. Xing, et al., “Decomposition mechanism of 5,5’-bis(tetrazole)-1,1’-diolate (TKX-50) anion initiated by intramolecular oxygen transfer,” Chem. Res. Chin. Univ., vol. 35, no. 3, pp. 485–489, 2019.
  • Jia, J. Xu, X. Cao, S. Li, S. Huang, and Y. Liu, “Up-sizing 50 grams-scale synthesis technology of dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate (TKX-50),” Propellants Explos. Pyrotech., vol. 44, no. 8, pp. 989–999, 2019.

  • M. Badgujar et al., "Green Energetic Materials: TKX-50 as a Promising Candidate for Insensitive Munitions," Cent. Eur. J. Energ. Mater., vol. 17, no. 2, pp. 189–205, 2020.

    DOI: 10.22211/cejem/123456

  • V. Chapyshev et al., "Computational Modeling of TKX-50 for Advanced Energetic Applications," in Proc. Int. Annu. Conf. ICT, Karlsruhe, Germany, 2018, pp. 1–12.
  • Liu, Q. Zhang, and J. Zhang, “Advances in high-energy insensitive explosives: Applications of TKX-50 in smart munitions,” Propellants Explos. Pyrotech., vol. 49, no. 2, pp. 156–165, 2024.
  • Wang, H. Li, and C. Xu, “Polymer-bonded explosives with TKX-50 for enhanced safety and performance,” J. Energ. Mater., vol. 42, no. 4, pp. 321–330, 2024.
  • Chen, L. Yang, and T. Wu, “TKX-50 in underwater explosive formulations: Stability and performance,” Chem. Eng. J., vol. 472, pp. 144–152, 2024.
  • Zhang, J. Wang, and H. Ren, “Hybrid explosive formulations with TKX-50 and ammonium perchlorate for aerospace applications,” Aerospace Sci. Technol., vol. 139, pp. 108–116, 2024.
  • Jiao, P. Deng, and Y. Shi, “Nano-engineered TKX-50 for micro-explosive systems in MEMS applications,” Nano Energy, vol. 118, pp. 105–112, 2025.
  • Zhang, X. Cao, and J. Xu, “Scalable synthesis of TKX-50 for industrial explosive applications,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 63, no. 5, pp. 2100–2108, 2024.
پدافند غیرعامل
دوره 16، شماره 4 - شماره پیاپی 64
شماره پیا پی 64 زمستان 1404
بهمن 1404
صفحه 71-89

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 04 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 21 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 29 شهریور 1404
  • تاریخ انتشار: 30 بهمن 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار