De op één na belangrijkste uitvinding van Nobel was dynamiet, in 1867. Hij bedacht de naam op basis van het Griekse dynamis, “kracht”. De basis voor de uitvinding was zijn ontdekking dat kiezelgoer, een poreuze kiezelaarde, grote hoeveelheden nitroglycerine kon absorberen, waardoor een product ontstond dat veel veiliger te hanteren en gemakkelijker te gebruiken was dan nitroglycerine alleen.
Dynamiet Nr.1, zoals Nobel het noemde, bestond voor 75% uit nitroglycerine en voor 25% uit kiezelgoer. Kort na de uitvinding realiseerde Nobel zich dat guhr, een inerte stof, niet alleen niets bijdroeg aan de kracht van het explosief, maar er zelfs afbreuk aan deed omdat het warmte absorbeerde die anders de explosieve werking zou hebben verbeterd. Hij wendde zich daarom tot actieve ingrediënten zoals houtpulp voor een absorberende stof en natriumnitraat voor een oxiderende stof. Door de verhouding tussen nitroglycerine en deze “dopes”, zoals ze later werden genoemd, te variëren, verbeterde Nobel niet alleen de doeltreffendheid van het dynamiet, maar kon hij het ook in verschillende sterktes bereiden, de zogenaamde rechte dynamieten. Zo bevatte 40 procent recht dynamiet 40 procent nitroglycerine en 60 procent dope.
Nobel patenteerde het gebruik van actieve bestanddelen in dynamiet in 1869. Het resultaat was dat niemand een duidelijke aanspraak op de uitvinding kon doen gelden.
Nobel’s volgende opmerkelijke bijdrage was zijn uitvinding van gelatinehoudende dynamieten in 1875. Er bestaat een legende dat hij een vinger bezeerde en collodium, een oplossing van nitrocellulose met een relatief laag stikstofgehalte in een mengsel van ether en alcohol, gebruikte om de wond te bedekken. Later, niet in staat om te slapen van de pijn, ging Nobel naar het laboratorium om uit te zoeken welk effect collodium zou hebben op nitroglycerine. Tot zijn grote tevredenheid ontdekte hij dat er na verdamping van de oplosmiddelen een taai, plastisch materiaal overbleef. Hij ontdekte dat hij dit kon reproduceren door rechtstreeks 7 tot 8% nitrocotton van het collodiumtype aan nitroglycerine toe te voegen en dat kleinere hoeveelheden nitrocotton de viscositeit verminderden en hem in staat stelden andere actieve ingrediënten toe te voegen. Hij noemde het oorspronkelijke materiaal springstofgelatine en de dope-mengsels gelatinedynamieten. De belangrijkste voordelen van deze producten waren hun hoge waterbestendigheid en grotere explosiekracht dan de vergelijkbare dynamieten. Deze grotere kracht vloeide voort uit een combinatie van een hogere dichtheid en een mate van plasticiteit waardoor het boorgat (het gat dat in de kolenlaag of elders werd geboord voor het inbrengen van het explosief) volledig kon worden gevuld.
De eerste grootschalige fabricage van nitroglycerine in de Verenigde Staten wordt toegeschreven aan George Mowbray, een scheikundige met aanzienlijke bekwaamheid die het werk van Sobrero en anderen in Europa met grote belangstelling had gevolgd. Mowbray publiceerde een advertentie waarin hij aanbood nitroglycerine te leveren. Dit leidde tot een uitnodiging om het te produceren voor de voltooiing van de Hoosac Tunnel in North Adams, Massachusetts. De fabriek van Mowbray werd in de tweede helft van 1867 bij North Adams gebouwd. Het grootste deel van het product ging naar de tunnel, maar een aanzienlijke hoeveelheid werd ingevroren verscheept naar het hele oosten van de Verenigde Staten en Canada. Pure nitroglycerine, relatief ongevoelig in bevroren vorm, bevriest bij ongeveer 11° C (52° F) en is daarom gemakkelijk bevroren te houden door het in ijs te verpakken. Voordat hij zijn fabriek sloot wegens octrooiproblemen, maakte Mowbray ongeveer 450.000 kilo nitroglycerine zonder ongelukken bij de fabricage of verzending.
Een van de eerste belangrijke toepassingen van nitroglycerine in de Verenigde Staten was het opblazen van olieputten om de oliestroom te vergroten. E.A.L. Roberts in dat land verkreeg een octrooi op deze procedure en verwierf later het recht om nitroglycerine te vervaardigen en te gebruiken onder de Nobel-octrooien. Theoretisch gaf dit hem een monopolie op het schieten van oliebronnen, en zijn bedrijf domineerde het gebied, maar veel van zijn concurrenten negeerden zijn octrooirechten.
Na 1883 werd het gebruik van nitroglycerine, op een paar onbelangrijke uitzonderingen na, beperkt tot het schieten van oliebronnen. De laatste jaren zijn efficiëntere middelen ontwikkeld om de oliestroom te vergroten. Nitroglycerine wordt nog steeds af en toe gebruikt omdat het zuiniger is in kleine putten.
Drie tunnels springen eruit als ijkpunten in de geschiedenis van het gebruik van explosieven: de eerste is de Mont Cenis, een 13 kilometer (8 mijl) lange spoorwegtunnel die in 1857-71 door de Alpen tussen Frankrijk en Italië werd gegraven, en die veel van de grootste bouwwerkzaamheden met zwart buskruit tot dan toe was; de tweede was de 6,4 kilometer (4 mijl) lange Mont Cenis-tunnel.4-kilometer (4-mijl) Hoosac, ook een spoorwegproject, tijdens de bouw waarvan (1855-66) nitroglycerine voor het eerst zwart buskruit verving in grootschalige bouw; derde was de Sutro mijnontginningstunnel in Nevada (1864-74) waar de omschakeling van nitroglycerine naar dynamiet voor dit soort werk begon.
Ammoniumnitraat
Na de rechte dynamieten en gelatines was de volgende belangrijke vooruitgang op het gebied van dynamiet de vervanging van een deel van de nitroglycerine door ammoniumnitraat om een veiliger en minder duur produkt te verkrijgen. Het gebruik van ammoniumnitraat in explosieven was in 1867 door anderen in Zweden gepatenteerd, maar het was Nobel die de nieuwe “extra dynamieten” tot een succes maakte door gelatines te ontwerpen die 20 tot 60% ammoniumnitraat bevatten.
In de periode 1867-84 hebben veel mensen gewerkt aan de ontwikkeling van niet-gelatineuze ammoniumnitraatmengsels, maar dat leverde niets bruikbaars op, vooral omdat ammoniumnitraat te hygroscopisch is; dat wil zeggen dat het te gemakkelijk vocht opneemt. In 1885 vond R.S. Penniman, een Amerikaan, een oplossing voor het probleem door het ammoniumnitraat vóór gebruik te bedekken met een klein percentage paraffine of een soortgelijke stof. Met deze ontwikkeling werd een reeks ammoniakdynamieten al snel populair. Het coaten werd gestaakt toen andere, veiliger middelen werden ontwikkeld om het vochtprobleem op te lossen.
Alle grote landen waar ondergronds steenkolen worden gedolven, hebben soortgelijke explosieven en voorschriften. In de Verenigde Staten worden explosieven die door het U.S. Bureau of Mines zijn goedgekeurd voor gebruik in ondergrondse kolenmijnen, permissibles genoemd. Deze explosieven moeten niet alleen de veiligheidstests van het Bureau doorstaan, maar ook op een door het Bureau voorgeschreven wijze worden gebruikt. In Engeland staan de explosieven bekend als “permitted”; in Frankrijk als “explosifs antigrisouteux”; in België als “explosifs S.G.P.” (sécurité, grisou, poussière); en in Duitsland als “schlagwettersichere Sprengstoffe”. Bijna zonder uitzondering is het belangrijkste bestanddeel van deze springstoffen ammoniumnitraat, dat gekozen is vanwege zijn lage ontploffingstemperatuur, en bijna al deze springstoffen bevatten een koelmiddel zoals natriumchloride (keukenzout) of ammoniumchloride om te voorkomen dat de hitte van hun ontploffing in een mijn ondergrondse gassen zoals methaan, of een combinatie daarvan en kolenstof, doet ontbranden en een brand of rampzalige secundaire ontploffing veroorzaakt. De sensibilisator is meestal een kleine hoeveelheid nitroglycerine, maar in sommige gevallen is het TNT, trinitrotolueen (later besproken); er wordt bijvoorbeeld gezegd dat een typische Russische toelaatbare zou zijn 68 procent ammoniumnitraat, 10 TNT, 20 natriumchloride, en 2 poedervormige schors.
Toen synthetische ammoniak minder duur werd door verbeteringen in de fabricage en een verandering van grondstof van steenkool naar aardgas, concentreerde de explosievenindustrie haar inspanningen op de vervanging van nitroglycerine door ammoniumnitraat. Twee belangrijke producten waren (1) ammoniakdynamiet met lage dichtheid en (2) semigelatine. Vóór de ontwikkeling van deze producten was de dichtheid van de meeste dynamieten ongeveer gelijk en was deze vrij hoog. De sterkte werd in de verschillende kwaliteiten veranderd door de gebruikte hoeveelheid springstof te variëren. Het nieuwe concept bestond erin de sterkst mogelijke formule te gebruiken, met een minimum aan nitroglycerine en een maximum aan ammoniumnitraat, en deze systematisch te verdunnen met geschikte ingrediënten met een lage dichtheid, zoals bagasse (de pulp die overblijft na de extractie van suiker uit het suikerriet), zodat één staaf van het nieuwe product dezelfde explosieve werking zou geven als één van het oude. Dit leverde de gebruiker een aanzienlijke besparing op, omdat de kosten per staaf van het nieuwe produkt veel lager waren.
Het enige verschil tussen de ammoniakdynamieten met lage dichtheid en de semigelatines is dat de laatste gedeeltelijk zijn gegelatineerd door het gebruik van nitrocellulose en een hoger nitroglycerinegehalte. Deze gelatinering zorgt voor een goede waterbestendigheid en een mate van plasticiteit die wenselijk is bij het laden van gaten voorafgaand aan het opblazen.
Er zijn middelen beschikbaar om een matige waterbestendigheid te verkrijgen in het ammoniakdynamiet zonder toevlucht te nemen tot gelatinering van de nitroglycerine. De meest gebruikelijke zijn het gebruik van waterafstotende middelen, zoals calciumstearaat, en ingrediënten die aan het oppervlak van het dynamiet een watergel vormen die het verder binnendringen van water vertraagt. Voorbeelden van dit laatste zijn voorgegelatineerde zetmeelproducten en roggemeel.
Laagvriesdynamiet
De pogingen om het vriespunt van nitroglycerine te verlagen begonnen kort nadat de Nobels het commercieel hadden geïntroduceerd. Bevroren dynamiet is zeer ongevoelig, soms zozeer dat het geen betrouwbare prestaties levert, en het is moeilijk te gebruiken, omdat het niet kan worden geponst voor het inbrengen van een slaghoedje of worden gespleten en in een boorgat worden getampt. Bijgevolg moest bijna al het materiaal voor gebruik worden ontdooid, en onzorgvuldige ontdooiingsmethoden veroorzaakten veel ongelukken. Pas in 1907 werd een redelijk succesvolle methode ontwikkeld om dynamiet met een laag vriespunt te produceren. Hierbij werd 20 tot 25 procent van de vloeibare isomeren (moleculen met identieke formules maar verschillende structuur) van TNT aan de nitroglycerine toegevoegd. Dit werd korte tijd vervangen door een genitreerde oplossing van suiker in glycerine. In 1911 werd een praktische manier ontdekt om diglycerine (een glycerinepolymeer) te vervaardigen. Het nitratieproduct, tetranitrodiglycerine, verlaagde, vermengd met nitroglycerine, het vriespunt aanzienlijk.
De ultieme oplossing voor het vriesprobleem werd gevonden in 1925, toen synthetisch ethyleenglycol beschikbaar kwam. De explosieve eigenschappen van ethyleenglycol-dinitraat zijn vrijwel identiek aan die van nitroglycerine, en de vriespuntverlagende eigenschappen zijn buitengewoon goed. Dynamiet dat een mengsel van ethyleenglycol en nitroglycerine bevatte, werd vier jaar lang in open lucht opgeslagen in Point Barrow, Alaska, zonder te bevriezen.