11月13日消息,据材料科学资讯平台AZoM报道,一篇发表于Nature Communications的研究在134(3)–139(1)GPa极端高压下成功合成聚合氮氢化合物N3H2,实现了聚合氮氢扩展结构的首次实验制备。

单键氮网络向三键分子氮(N2)转化时释放巨大能量,使聚合氮长期被视为理想高能量密度材料,分解产生的氮气也使其在推进领域受到关注;但合成压力极端、减压后结构难以保持,一直制约实用化。此前理论认为掺氢可钝化活性氮位点、稳定聚合结构,但氮氢混合物的实验此前只得到分子化合物与非晶固体。

本研究将氮氢体系加压至139GPa:仅在134-139GPa区间成功合成N3H2,而在110GPa及以下的激光加热反而使非晶azane固体分解。表征确认氢键将氮链交叉连接成扩展聚合网络。计算显示其常压分解能为7.98kJ/g,高于文献引用的TNT与HMX数值。

研究者同时指出,该结果来自尚待最终编辑的录用稿版本。业内看待的真正突破在于:氢键被证明可以作为聚合氮的"结构稳定器",为在更低压力下构筑可回收的高能氮基材料提供了明确的设计方向。 (来源:AZoM)