據(jù)報道,在世界范圍,獲取全氮陰離子都是一個難題。1772年,人類從大氣中分離出來氮氣N2。1890年,發(fā)現(xiàn)第一種全氮離子N3-。1956年,合成用于制備全氮離子的前驅體芳基五唑。1999年,美國空軍研究實驗室首次合成呈線狀N5+陽離子,本意是取代有毒的肼類火箭燃料。南京理工大學胡丙成教授團隊這次成功合成出全氮陰離子鹽是這一領域的突破性成果。理論上,全氮類物質的能量水平可達10^4~10^5焦耳/克級別,這相當于TNT炸藥的10~100倍,不僅可用于制造更大威力,的炸藥、發(fā)射藥、推進劑,也有望用于制造不需核裂變起爆的“干凈”氫彈,這幾乎就是我們前面剛剛提到的幻想中的“N2爆彈”了。
胡炳成教授團隊經(jīng)過多年研究,解決了這一困擾國際含能材料研究領域達半個多世紀的世界性難題,在全氮陰離子的合成中取得了重大突破性進展。據(jù)胡炳成教授介紹,他們創(chuàng)造性采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制備成功室溫下穩(wěn)定全氮陰離子鹽。熱分析結果顯示這種鹽分解溫度高達116.8 ℃,具有非常好的熱穩(wěn)定性。
全氮陰離子鹽的成功制備,是全氮類物質研究領域的一個歷史性突破,為全氮陰離子高能化合物的制備奠定了堅實基礎,對于全氮類物質的合成應用以及全氮含能材料的發(fā)展具有重要的科學意義。
高性能含能材料不僅可以用來制造大爆竹,也是下一代大“竄天猴”——運載火箭的關鍵技術,新型材料將可大幅度提升火箭的比沖,有望大幅度提高運載火箭性能。