春节期间 中美科学家正忙着搞“超级炸药”竞赛

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  而在作为核武器扳机方面,在同等威力的情况下至少可以缩小一半的体积和质量

  而最为可贵的,在发布在《科学》杂志上的论文中表现的合成路径看来,N5-其合成原料价格相当低廉。选用的材料中最贵的也不过就是甘氨酸亚铁[Fe(Gly)2]。

  现有高能炸药中,哪怕是奥克托今炸药也因为成本高昂,与TNT混用并且只使用于导弹和水中兵器的高能战斗部上。如果全氮阴离子盐的合成产率等问题得到解决,其应用要比现有的各种硝基高能炸药更为广泛——甚至真有在“当量价格比”上超过TNT的可能。

  胡炳成教授团队此次合成的全氮阴离子盐分解温度高达116.8 ℃,具有非常好的热稳定性。这一点在高能炸药的探索中相当重要,因为含能高材料大多数“脾气”都不是很好,稳定性极差。诺贝尔为研究炸药导致亲人丧生,在现代高能材料研究过程中,这些“不好伺候”的主也是动不动就发脾气,研磨中就会爆炸的高氯酸肼镍,它导致美国化学研究生布朗丢了三根手指。还有合成过程中就能爆炸的高氯酸甲酯,高氯酸甘油更是在倾倒过程中说不定就会爆炸。

  比起这些脾气暴躁的“女汉子”来,N5-真可以说的上大家闺秀了,这也让它的未来应用性和拓展可能大大增加。毕竟,人们需要的是可以控制的炸药,而不是没准什么时候就会爆炸的不稳定物质。

  对于中国人而言,南京理工大学化工学院胡炳成教授团队还有着特殊的意义,火药是中国古代的四大发明之一,但是在近现代的化学炸药研发中,中国却遗憾的落后了。两次世界大战中,各国所应用的TNT、PETN和RDX均为国外首先研制,且产量巨大。当然,目前为止,也只有部分先进的含能材料为国内首创,而五唑阴离子的首次发现,终于为中国争足了一口气。

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  金属氢的制备和爆炸要求都非常苛刻

  说到另一位上了《科学》杂志的金属氢,应该说,它的知名度比起N5-来说要高得多了,在我国科幻作家刘慈欣的小说《中国2185》中就作为高能汽车燃料出现过。

  从1973年美国洛斯阿拉莫斯实验室开始,美国,苏联,包括日本都有报告声称发现了金属氢,然而并一直没有相关方面拿出实际证明。此次哈佛大学的团队在495万个大气压下制造的金属氢也还没有得到进一步的承认,因为金属氢得到的条件苛刻且不稳定,稍微减轻压力本身就升华消失,这种苛刻的条件也是真正制取金属氢的难度之一。

  作为“梦幻炸药”,科学家们对于金属氢的性能早就有所分析,通过金属键键能等方式,金属氢预计在升华中可以达TNT的爆炸能量的35倍,远远大于任何化学能源的能量密度,仅次于核反应。爆速超过15000米每秒。如果作为火箭燃料,比冲可能超过1700秒,这一时间甚至可以让单级火箭突破大气层,大大减轻人类探索太空的难度。

  不止如此,金属氢的特殊结构带来的金属性质,更使其可能成为常温(290K,16.85℃)下的超导材料,如果应用于电力传输,将带来革命性作用。

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