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- 物质类型
- 新一代含能材料
- 爆炸能量
- TNT的3倍以上 [1]
- 主要特性
- 清洁无污染、低检测信号 [1]
- 突破时间
- 2017年8月 [1]
- 研究团队
- 南京理工大学陆明课题组 [1]
- 发表期刊
- 《 自然 》杂志南京理工大学陆明教授课题组在《自然》杂志发表论文《系列水合五唑金属盐含能化合物》，首次制备了全氮五唑阴离子的 钠 、 锰 、 铁 、 钴 和镁盐水合物，通过单晶结构揭示了全氮五唑阴离子与金属阳离子的配位作用、氢键作用及热稳定性规律，为离子型全氮化合物材料的制备奠定 科学 基础。研究表明全氮含能物质的爆炸能量是TNT的3倍以上，具有清洁无污染、低检测信号等特性，但因稳定化合物合成困难而受限。此次突破解决了全氮阴离子（N5-）稳定存在的难题，标志着我国在全氮含能材料领域取得重大进展，为提升火炸药能量水平提供关键技术支撑。该成果是我国含能材料研究在《自然》的首篇基础科学论文，也是继2017年1月《科学》杂志发表室温稳定N5 盐成果后的又一次突破，对推进新一代超高能含能材料研发具有里程碑意义。 [1]
材料特性
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全氮含能物质的爆炸反应产物主要为氮气，相较于传统含能材料具有三大核心优势：
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环保性：不含碳元素，燃烧爆炸后无残留污染物
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隐蔽性：爆炸信号特征弱，具有优良的军事隐蔽价值 [1]
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高能量：单位质量能量输出可达TNT炸药的3倍以上 [1]
研究突破
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2017年8月，南京理工大学陆明团队在《自然》发表的论文中首次实现了：
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制备钠、锰、铁、钴、镁五种金属的全氮五唑阴离子水合盐晶体
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建立全氮阴离子与金属阳离子的配位作用模型
此项突破解决了全氮阴离子（N5-）在常温常压下稳定存在的世界性难题，相关研究成果被评价为“推进超高能含能材料研发的里程碑”
[1]
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技术难点
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全氮含能材料的发展长期受制于两个核心瓶颈：
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氮-氮单键键能较低导致化合物稳定性差
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高活性氮簇合成与保存技术复杂研究团队通过金属配位稳定化策略，创新性地采用水合结晶方法，首次获得可在常规条件下存储的全氮金属盐 [1] 。
应用前景
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该成果为火炸药领域带来三方面技术变革：
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开发新型低特征信号爆炸物
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突破传统含能材料能量极限据2017年研究成果显示，基于全氮阴离子的含能化合物已具备工程化应用的理论基础，但仍需进一步优化合成工艺与规模化制备技术 [1] 。
