Kevin Fleming cùng kỹ sư hóa học Vicki Chavez tại Sandia Labs trong quá trình nghiên cứu.
Amoni nitrat (Ammonium nitrate) là loại hóa chất được sử dụng phổ biến trong phân bón, nhưng khi được trộn với nhiên liệu như dầu diesel, nó trở thành một chất nổ cực mạnh mà chúng ta đã thấy trong vụ nổ nhà máy phân bón ở Texas hồi tuần trước. Ngoài ra, amoni nitrat cũng là hợp chất ưa thích được các phần tử khủng bố sử dụng làm bom tự chế (IED), điển hình như vụ đánh bom nhằm vào tòa nhà Liên bang Alfreid P. Murrah tại thành phố Oklahoma năm 1995. Vì vậy, trước những nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn và có mục đích, Kevin Fleming - một cựu kỹ sư quang học tại phòng thí nghiệm quốc gia Sandia đã phát triển một loại phân bón thay thế không thể phát nổ và dĩ nhiên không thể sử dụng để chế tạo một quả bom.
Việc sử dụng amoni nitrat làm bom tự chế đang ngày càng phổ biến và trong năm ngoái, Cơ quan chuyên trách phòng chống các thiết bị nổ tự tạo (JIEDDO) đã kêu gọi các ý tưởng để từ cộng đồng và giới khoa học nhằm vô hiệu hóa ammoni nitrat trong IED. Tuy nhiên, đây là một công việc rất khó khăn bởi ammoni nitrat được sử dụng hợp pháp rộng rãi. Thậm chí như ở Afghanistan, phân bón ammoni nitrat bị cấm sử dụng nhưng người ta vẫn dễ dàng tìm kiếm các nguồn cung cấp từ quốc gia láng giềng Pakistan, nơi nông nghiệp chiếm đến 1/4 GDP.
Fleming cho rằng ông đã đúng khi kết hợp giữa kiến thức và kinh nghiệm để giải quyết vấn đề trên. Sau nhiều năm huấn luyện cho binh lính về cách xử lý bom tự tạo IED, Fleming hiểu rất rõ về thành phần hóa học. Thêm vào đó, ngay từ khi lên 8, Fleming đã tiếp xúc nhiều với các chất hữu cơ, đặc biệt là loại đất có chứa đá vôi tương tự ở Trung Đông khi ông phụ giúp gia đình chăm sóc nông trại rộng 5 hecta ở Las Cruces, bang New Mexico.
Biết được rằng trong ammoni nitrat, các ion ammoni liên kết yếu với ion nitrat và một phản ứng hóa học phù hợp sẽ có thể tách rời các ion này, Fleming đã quyết định tìm kiếm một hợp chất có thể bổ sung vào ammoni nitrat nhằm thay đổi liên kết giữa các ion. Ông đã thử nghiệm nhiều vật liệu, bao gồm sắt sulfat (Iron sulfate) - một hợp chất được thải ra với số lượng hàng tấn từ các xưởng đúc thép.
Ông cho biết nếu cố gắng thay đổi hỗn hợp ammoni nitrat/sắt sulfat để khiến nó phát nổ bằng cách trộn thêm nhiên liệu, ion sắt sẽ liên kết với ion nitrat và ion ammoni sẽ hút lấy ion sulfat. Kết quả là sắt sulfat trở thành sắt nitrat và ammoni nitrat trở thành ammoni sulfat, cả 2 chất này đều không thể phát nổ.
Tuy nhiên, nếu hợp chất mới không tốt ở vai trò phân bón thì nó sẽ không hữu dụng. May mắn là khi bổ sung sắt sulfat, hỗn hợp trở thành một loại phân bón còn tốt hơn cả ammoni nitrat đối với đất kiềm. Ở Afghanistan, người ta thường dùng hỗn hợp gồm ammoni nitrat và canxi cacbonat (calcium carbonate) để khiến đất kiềm hơn.
"Hỗn hợp trên khiến đất kiềm trở nên trung tính hơn, đến gần với độ pH lý tưởng," Fleming cho biết. "Nếu đất có độ pH càng trung tính, cây trồng sẽ càng phát triển. Năng suất vụ mùa sẽ được cải thiện đáng kể. Và sắt trong phân bón khi được nạp vào đất sẽ bổ sung cho rau củ quả, giúp phòng ngừa bệnh thiếu máu, thiếu sắt cho người ăn."
Mặc dù Fleming cho rằng phân bón "không phát nổ" sẽ có chi phí sản xuất ngang bằng với loại phân ammoni nitrat nhưng ông thừa nhận sẽ cần nhiều thời gian để loại phân nói trên thay thế được phân ammoni nitrat truyền thống tại Afghanistan cũng như những nơi khác trên thế giới. Tuy nhiên, ông cũng đưa ra một vài ý tưởng để thực hiện.
Theo Fleming: "Chúng ta có thể đưa công thức điều chế đến một tổ chức trung tập và để họ làm việc với Afghanistan, Paskistan và các vùng lãnh thổ khác. Họ có thể trình diễn độ hiệu quả của loại phân bón mới và chứng minh dần dần qua thời gian."
Fleming hiện đã thông báo với JIEDDO về nghiên cứu của ông. Do ông đã nghỉ việc nên phòng thí nghiệm Sandia không nhượng quyền hay đăng ký sáng chế cho công thức hóa học của Fleming. Vì vậy, các tổ chức hay cá nhân quan tâm có thể tham khảo tự do.
Theo: Sandia Labs; Gizmag
