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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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研究實現(xiàn)原子氮聚合物常壓合成
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研究實現(xiàn)原子氮聚合物常壓合成 2025-01-06 來源： 物理研究所【字體：大 中 小】語音播報 顛覆性含能材料指的是能量密度比常規(guī)含能材料高一個量級以上的新一類高能量密度物質(zhì)，是含能材料研究的前沿和難點，典型代表之一為聚合氮化合物。氮氣分子由N≡N三鍵組成，約為946kJ/mol的鍵能成為儲存最強化學(xué)能的雙原子分子之一，因此，氮成為含能材料的重要組成。理論預(yù)測，氮分子在高壓下將轉(zhuǎn)化為N-N單鍵組成的具有立方偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的原子晶體即聚合氮（cg-N），其中N-N單鍵的鍵能約為160kJ/mol。由于N-N單鍵和N≡N三鍵之間巨大的鍵能差，當(dāng)聚合氮轉(zhuǎn)化為氮氣時將釋放巨大能量，聚合氮成為物理學(xué)和材料學(xué)基礎(chǔ)材料的重要研究對象之一。 中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心極端條件物理重點實驗室靳常青團隊長期開展高壓極端條件新興高能量密度含能材料的研制工作，設(shè)計研發(fā)了序列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高壓、變溫、強場綜合極端條件材料先進(jìn)實驗裝置，可實現(xiàn)低溫流體原料封裝、高壓聚合化制備及多變量耦合的材料生長和表征。 近期，靳常青和副研究員張俊等在聚合氮材料的常壓研制方面取得進(jìn)展。該研究突破了傳統(tǒng)超高壓聚合路線制備聚合氮材料難以穩(wěn)定到常規(guī)條件的技術(shù)難題，提出了物理化學(xué)結(jié)合的“一鍋法”聚合技術(shù)方案，制備了常壓條件可穩(wěn)定回收的具有立方構(gòu)型的原子氮鍵合的聚合物。研究通過高分辨拉曼光譜表征，得到cg-N材料指紋振動譜，標(biāo)志著N-N單鍵組成cg-N材料的實現(xiàn)。 相關(guān)研究成果以A facile route to synthesize cubic gauche polymeric nitrogen為題，發(fā)表在《科學(xué)通報》（Science Bulletin）上。研究工作得到中國科學(xué)院的支持。 論文鏈接 具有立方結(jié)構(gòu)（cg-N）聚合氮物以及對應(yīng)的拉曼譜 |
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