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新型高能量密度炸药分子问世

来源:科技日报 发布时间:2017年08月11日

  记者10日从中国工程物理研究院化工材料研究所获悉,该所含能材料基因中心含能分子创制团队用两步法合成了新型高能量密度炸药分子二硝胺联公式二唑,该成果已在《自然·通讯》杂志上在线发表,这是我国炸药领域科学家在该杂志上发表的首篇研究论文。

  传统由碳、氢、氮、氧4种元素组成的有机炸药分子存在一个堆积密度上限,以致于目前室温晶体密度超过2克每立方厘米的单质炸药分子寥寥无几。其中,具有代表性的高密度炸药为六硝基六氮杂异伍兹烷,但该炸药在成本、制备工艺和安全性方面的不足,一直制约着其大规模应用。因此,通过分子设计合成一种综合性能更为优异的新型高能量密度炸药,是目前国内外含能材料领域科学家们面临的科学挑战之一。

  为实现上述突破,该所科研团队创新性地采用材料基因组方法自主设计,以高度对称性的连1,3,4-公式二唑结构为母体,定向引入硝胺基团提高能量,采用分子氢键及π-π堆积等策略提高密度,通过这两步反应进行高效合成,制备出实测密度达到2克每立方厘米的新型高能量密度炸药分子二硝胺联公式二唑。

  “该新型炸药分子具有与经典高能炸药CL-20相当的能量水平,无转晶现象,制备方法简单,生产成本低,具有一定的实际应用潜力。”含能分子创制团队负责人、国家“千人计划”专家张庆华说,该研究成果受到了《自然·通讯》审稿人的高度评价,称是“探索合成高能炸药CL-20替代物的重要进展”。

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