中國合成全球首個全氮陰離子鹽 或可用於造「乾淨」氫彈

2020-11-22 光明網

　　全球首個全氮陰離子鹽在中國合成，這意味著我國佔領了新一代超高能含能材料研究的國際制高點。這項研究由南京理工大學教授胡炳成所率的團隊完成，相關論文日前發表在國際著名期刊《科學》上，這也是我國在該雜誌上發表的含能材料領域首篇論文。

　　自1772年科學家從大氣中分離出「氮」以後，直到1890年，才發現第一種全氮離子N3-，此後相關研究再無任何重大突破。雖然科學家對從N3到N13的各種全氮衍生物進行了大量的理論預測，卻始終沒能真正合成相關化合物。

　　1999年，美國空軍研究實驗室首次合成呈線狀N5+陽離子，當時的研究目的是製造取代有毒的肼類火箭燃料的新型火箭燃料。胡炳成團隊這次成功合成出全氮陰離子鹽，是該領域的突破性成果。理論上，全氮類物質的能量水平可達104~105焦耳/克級別，這相當於TNT炸藥的10到100倍。

　　「全氮類物質因具有高密度、高生成焓、超高能量及爆轟產物清潔無汙染等優點而成為新一代超高能含能材料的典型代表，受到世界各國的重視。」胡炳成告訴記者，全氮陰離子鹽的成功合成，標誌著我國核心軍事能力和軍事技術已經達到國際制高點。「我們採用間氯過氧苯甲酸和甘氨酸亞鐵分別作為切斷試劑和助劑，通過氧化斷裂的方式首次製備成功室溫下穩定的全氮陰離子鹽。熱分析結果顯示這種鹽分解溫度高達116.8攝氏度，具有非常好的熱穩定性。」

　　全氮陰離子鹽的成功合成，不僅為全氮陰離子高能化合物的製備奠定了堅實基礎，更有助於我國核心軍事能力的提升。「新型超高能含能材料是國家核心軍事能力和軍事技術制高點的重要標誌，全氮陰離子的合成對全氮含能材料的發展具有重要科學意義。」胡炳成說。 （光明日報記者鄭晉鳴）

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