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2017年南京理工大学化工学院胡炳成教授的研究团队成功合成了世界首个全氮阴离子盐 , 引起了世界侧目 。 该研究成果很快就被刊登在了《科学》期刊上 , 并且其同校研究团队又在此基础上 , 取得了重要进展 , 研究论文于同年的8月28日登上《自然》期刊 , 足以看出其分量 。
今天 , 咱们就来聊聊这种被称为“超级炸药”的物质到底是什么 , 为什么有人会说全氮阴离子盐能够点燃干净氢弹呢?
“全氮阴离子盐”到底是什么?全氮阴离子盐也叫作五唑阴离子 , 而它作为氮杂五元环当中最后被发现的一个结构 , 热稳定性是相当不错的 。
根据资料来看 , 用它为基础合成的许多金属盐和非金属盐的温度都高于100摄氏度 , 是一个在常温状态下稳定的全氮结构 。
自从1772年科学家成功从大气当中把氮分离出来之后 , 研究就一直进展得十分缓慢 。 比较有建树的应该就是在1999年 , 美国首次合成全氮阳离子盐的事件 。
研究发现 , 全氮阴离子可以通过离子或共价相互作用与金属阳离子配位 , 从而与水的氢键相互作用来稳定 。 五唑金属配合物可以作为一类潜在的、新高能量密度材料 , 或可用来开发仅由氮元素组成的超高能全氮材料 。
不过他们合成的全氮阳离子是链状的 , 不够稳定 , 合成的过程中也是用到了大量毒性、腐蚀性较大的氢氟酸 , 所以其综合使用性能肯定是赶不上全氮阴离子的 。
值得一提的是 , 别看这家伙名叫全氮阴离子盐 , 但它依旧是由大量物质合成的 。 只不过 , 在胡炳成的研究团队成功之前 , 其他科学家的合成都没这么顺利 。
而想让它为我们服务 , 必须要确保它是稳定的 。 一班次研究团队一直在这方面进行研究 , 最终通过氧化断裂的方式首次制备出了常温状态下稳定的全氮阴离子盐 。
从理论上来说 , 全氮类的物质能量非常高 , 大部分时间能达到10万到100万焦耳/克的级别 , 这个能量级别相当于传统TNT炸药的10倍甚至百倍 。
【由中国人合成,被称“超级炸药”的全氮阴离子盐,能点燃氢弹吗?】
也难怪 , 1999年美国在首次合成全氮阳离子盐时 , 仅用0.2克就直接将一个通风窗给炸穿了 。 这芝麻粒大小 , 却能产生如此恐怖的能量 , 确实让人向往又害怕 。
向往是想依靠它制造出杀伤力更强的武器 , 害怕则是担心这种物质的不稳定会让武器尚未投放出去前 , 先在自己家门口炸了 , 这样岂不是得不偿失?
此外 , 使用全氮类物质来制作武器还有个好处 , 那就是这家伙爆炸之后释放的大多是氮气 , 这就说明它是“清洁无污染”的 。
当然有人可能会想既然都使用炸药了 , 谁还会考虑环不环保 , 实际上炸药并不是只能应用于军事领域的 , 在其他方面它也有着重要的作用 。
这也是为什么中国团队在合成全氮阴离子盐之后引起了世界侧目 , 因为相较于前人的尝试 , 这种合成物的稳定性好、使用的原料也相对安全 , 在研究持续推进的情况下 , 它可能成为一种可控的、稳定的炸药 。
不过 , 胡炳成教授在接受采访的时候 , 对全氮阴离子盐被称为炸药的情况给出了一些不同的解释 。 那么 , 胡炳成教授说了什么?它真的算是超级炸药吗?
它能用来点燃干净的氢弹吗?实际上 , 直接称全氮阴离子盐为超级炸药是不正确的 , 因为咱们在上文中说了 , 它并不是绝对的全氮物质 , 而是一种合成物 。 在这种情况下 , 只能算是半个超级炸药 , 其爆炸威力是受到影响的 。
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