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新兴含能材料创制:原子氮聚合物常压合成 | 进展

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2025-01-05 18:00
    

主要观点总结

本文介绍了颠覆性含能材料中的聚合氮化合物,其能量密度比常规含能材料高一个量级,是含能材料研究的前沿和难点。文章重点关注了聚合氮的制备和研究进展,以及中国科学院物理研究所靳常青团队在常压条件下制备聚合氮材料方面的重要进展,并发表在《科学通报》上。

关键观点总结

关键观点1: 聚合氮化合物是颠覆性含能材料的典型代表之一。

聚合氮因其高能量密度成为含能材料研究的重要方向。

关键观点2: 靳常青团队在聚合氮材料的常压研制上取得重要进展。

团队成功制备了常压条件可稳定回收的具有立方构型的原子氮键合的聚合物,突破了传统超高压聚合路线的技术难题。

关键观点3: 相关研究发表在《科学通报》上。

该研究受到了中国科学院稳定支持项目的资助,并得到了业内专家的认可。


文章预览

颠覆性含能材料指能量密度比常规含能材料高一个量级以上的新一类高能量密度物质 ,是含能材料研究的前沿和难点,典型代表之一为聚合氮化合物。氮气分子由N≡N三键组成,约为946kJ/mol的键能成为储存最强化学能的双原子分子之一,氮因之成为含能材料的重要组成。理论预测,氮分子在高压将转化为N-N单键组成的具有立方偏转结构的原子晶体即聚合氮(简称cg-N),其中N-N单键的键能约为160kJ/mol。由于N-N单键和N≡N三键之间巨大的键能差, 当聚合氮转化为氮气时将释放巨大能量,聚合氮成为物理和材料科学战略性基础材料的重要研究对象。 中国科学院物理研究所高压团队从上个世纪九十年代起,开展氮的物理压缩技术攻坚,研究了氮随压力的结构演变。德国马普所的科学家于2005年在100万级高压和1000℃高温条件首次实现聚合氮的制备,但只能在高压 ………………………………

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