制造具有良好機械感度的高性能含能材料在過去幾十年里一直是一項重大挑戰(zhàn),因為這類蘊含巨大能量的材料存在內(nèi)在的不穩(wěn)定性。本文研究了一種極具潛力的稠環(huán)含能材料:4-硝基-7-疊氮基-吡唑-[3,4-d]-1,2,3-三嗪-2-氧（NAPTO）。這種物質(zhì)具有不同尋常的二維（2D）層狀結(jié)構(gòu),其絕對結(jié)構(gòu)已經(jīng)單晶X射線衍射證實。研究顯示,這一結(jié)構(gòu)新穎的含能物質(zhì)具有驚人的能量[如爆速（D）高達9.12 km·s^–1,爆壓（P）為35.1 GPa]、優(yōu)異的機械感度[撞擊感度（IS）為18 J、摩擦感度（FS）為325 N、靜電感度（EDS）為0.32 J]和良好的熱分解溫度（203.2℃）,展示出高能量與低感度的雙重優(yōu)勢。據(jù)我們所知,NAPTO是首個具有二維層狀結(jié)構(gòu)的稠環(huán)含能材料。與此同時,運用分子模擬分析了其在外界機械刺激下的穩(wěn)定機制,結(jié)果表明,該含能材料超平的二維層狀結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)更能有效地緩沖外界機械刺激,從而將作用在材料上的機械能轉(zhuǎn)化為晶體的層間滑動與壓縮。本研究從實驗和理論兩個方面揭示了稠環(huán)二維層狀結(jié)構(gòu)在制造先進含能材料方面的巨大潛力。 

【文章來源】：Engineering. 2020,6(09)EISCI

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

基于多樣性骨架構(gòu)建的各種高性能含能材料；（b）本文報道的一種具有二維層狀結(jié)構(gòu)的稠環(huán)含能材料

NAPTO的設(shè)計及其“交叉型”配置

NAPTO的合成


本文編號：3365067