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Abstract
Detection of trace level explosives is a challenging field of great importance to national security and landmine detection. Chemical signatures of buried landmines are in a very complex environment. External physical conditions that affect explosive vapors and particles in soil can affect the explosive chemical signature. The chemical spectroscopic signature of the RDX in clay soil environments has been investigated by means of reflectance FT-IR microspectroscopy. Soil obtained from the University of Puerto Rico at Mayagüez was treated using the textural mechanical method in order to separate the clay from all the other components in the soil. B3LYP/6-311G** calculations performed on the conformers of RDX helped determine its most stable conformations, their symmetry, and vibrational spectra. The IR microspectroscopic study showed that the RDX-Clay mineral complex and its interactions can be detected using the FT-IR technique. Variations in the clay’s pH revealed changes in the RDX-Clay complex spectroscopic signature. It is suggested that the electron donor nitrogen atoms from RDX are interacting with the electron acceptor oxygen atoms of the edge sites of the clay’s surface.
La detección de explosivos a niveles trazas es un campo de estudio difícil y de gran importancia para la seguridad nacional y la detección de minas terrestres. Las firmas espectroscópicas de minas terrestres se encuentran en un ambiente complejo, donde condiciones externas ambientales y partículas del suelo afectan quimicamente los vapores emanados por estos explosivos. La firma espectroscópica de RDX en suelos arcillosos ha sido investigada por medio de la técnica de microespectroscopía de FT-IR de reflectancia. Suelo obtenido de los predios de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez fue tratado utilizando el método mecánico textural para separar la arcilla de los otros componentes en el suelo. Cálculos teóricos utilizando B3LYP/6-311G** fueron empleados para ayudar a determinar los conformeros más estables, simetría y espectro vibracional de la molécula RDX. El estudio de microespectroscopía IR demostró que el complejo RDX-Arcilla y sus interacciones pueden ser detectados utilizando esta técnica. Variaciones en el pH de la arcilla reveló cambios en la firma espectroscópica del complejo. Se sugiere que los átomos de nitrógeno electrodonantes de RDX interaccionan con los átomos de oxígeno electroatrayentes de los extremos de la superficie de arcilla.
La detección de explosivos a niveles trazas es un campo de estudio difícil y de gran importancia para la seguridad nacional y la detección de minas terrestres. Las firmas espectroscópicas de minas terrestres se encuentran en un ambiente complejo, donde condiciones externas ambientales y partículas del suelo afectan quimicamente los vapores emanados por estos explosivos. La firma espectroscópica de RDX en suelos arcillosos ha sido investigada por medio de la técnica de microespectroscopía de FT-IR de reflectancia. Suelo obtenido de los predios de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez fue tratado utilizando el método mecánico textural para separar la arcilla de los otros componentes en el suelo. Cálculos teóricos utilizando B3LYP/6-311G** fueron empleados para ayudar a determinar los conformeros más estables, simetría y espectro vibracional de la molécula RDX. El estudio de microespectroscopía IR demostró que el complejo RDX-Arcilla y sus interacciones pueden ser detectados utilizando esta técnica. Variaciones en el pH de la arcilla reveló cambios en la firma espectroscópica del complejo. Se sugiere que los átomos de nitrógeno electrodonantes de RDX interaccionan con los átomos de oxígeno electroatrayentes de los extremos de la superficie de arcilla.
Description
Date
2005