新材料让炸药能量增加两倍

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【大纪元2018年08月03日讯】(大纪元记者晨曦编译报导)美国陆军研究实验室(ARL)和华盛顿州立大学(WSU)的一个研究团队发现了一种新型含能材料,能够在未来将陆军使用的普通炸药的能量含量提高至目前的三倍。那么,这是如何做到的呢?

当施加足够的压力和/或温度时,空气的简单组成成分(如氮和一氧化碳)就可以被转化为高能聚合物固体。

据估算,有一种聚合物形式的氮的能量密度大约是HMX的三倍,而HMX是现今军事上使用的综合性能最好的炸药。因此,这种氮可用作理想的新型环保含能材料。

然而,只有在比标准大气压高一百万倍的压力下、且同时加热到室温的约七倍时,这种聚合物形式的氮才能形成,而且一旦失去这些极端条件,其聚合物形式也无法保持下去。

而一氧化碳虽然没有那么大的能量潜力,但却可以在不太极端的条件下形成聚合物。

ARL的研究团队希望在不是那么极端的条件下,合成有着更高能量的富含氮、而非纯氮的聚合物固体。因此,他们对压力下的氮和一氧化碳的化学混合物进行了综合性实验与理论研究。

ARL的Jennifer Ciezak-Jenkins博士领导着一个专门研究极端条件下的材料的团队。其成员之一Iskander Batyrev博士解释说,WSU的科学家们合成了一种共聚物,其密度与纯聚合氮相似,但却能在不太极端的压力和温度下形成。虽然这种材料在室温条件下还不稳定,但在如何以较低压条件代替高压条件,以及如何获得材料的稳定性方面,他们的研究也提供了重要线索。

Batyrev表示,如何合成一种能在室温下保持稳定的材料,并提供超过传统含能材料的爆炸或推进性能,这是陆军现代化“远程精确火力”的一个关键目标,也是相关领域科学家们的一个热门话题。

已经有几个研究小组尝试通过压缩N2和CO气体的混合物来获得扩展固体,并得到了与分子晶体相似的低质量密度的分子和链接构。。

尽管ARL的这项成就令人瞩目,但研究人员也强调,要想让这一技术真正在战场上投入实用,还需要进行深入研究和测试。在未来,该团队将致力于开发生成这种材料的稳定化技术,以及在较低温度和压力下获得高压结构的替代合成工艺。◇

责任编辑:朱涵儒

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