美国国家实验室研发出新的高能炸药

少量爆炸材料承受撞板的冲击波引爆。爆炸材料的不敏感性——抵抗意外或无意爆炸——是使用这种类型测试测量的一组数据。Credit: LANL photo by Daniel Preston

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的炸药化学家David Chavez合成出了一对新颖的分子，其中之一具有独特的融合三环结构，这些材料可能迎来一类新型炸药，能提供高能量输出并增强安全性。

“有一个普遍的趋势就是含能材料性能越高，对撞击、火花和摩擦等刺激就越敏感，”Chavez说，“实验室有兴趣创造和理解不遵循这一趋势的“离群”材料的科学。

该研究今天发表在德国著名应用化学期刊《应用化学国际版》封面上。

烈性炸药科学与技术小组的Chavez在文章中详述了以前从未被合成过的两种材料，第一种是一个二硝基二氨基化合物，显示出接近传统高性能材料的性能，而对冲击火花和摩擦不敏感，使其处理起来非常安全。第二种分子是一个称为三环1，2，3，4-四嗪的新的杂环系统，其性能和安全性更像传统含能材料，并形成合成类似结构未来材料的基础。

“这些材料可以应用在需要含能材料的几乎任何地方，”Chavez说，“它们可能取代不能满足今天安全要求的炸药和推进剂，随着时间推移，炸药安全性变得越来越重要，特别是在推进剂、一些军事应用和采矿业中。而且也非常需要找到一种需要数量更少、保持高性能、不敏感且不受大幅温度变化不利影响的含能材料。”

炸药化学家David Chavez称量少量炸药前体四嗪。Chavez合成了两种新的爆炸物分子，有望提供高能量和增强安全性。

查韦斯在他的想法上研究了两年，这是碳，氢，氮和氧元素的一种独特分子排列，它们是所有炸药的基本成分。二硝基二氨基化合物的不敏感性质部分来自于分子间广泛的氢键，这种效应类似于即时贴的胶水，这种胶水(氢键)足够强大以保持分子完整，也足够脆弱使分子被破坏性刺激分开时不致分解——起爆，以增强安全性。

“对于如何分离和确认正确的结构有很多不同想法，”Chavez说，“从每一个失败实验中学习，最终获得成功。在洛斯阿拉莫斯伟大的事情之一就是有能力推进尖端科学，做没有前人能做的新东西。”