中国火药失落后的逆袭，新材料全氮阴离子盐制备！别再只是做烟花

中国火药失落后的逆袭，新材料全氮阴离子盐制备！别再只是做烟花

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西安

2017年初，位于西安古城的中国兵器第四研究院传来一声闷响，爆炸引起的金属射流将整根钢制靶柱击穿，世界上最先进的超高能炸药就此诞生！大家好，我是波普，一位满腔热血的科普作者！

这种炸药的爆炸能量是主流TNT炸药的3-10倍，爆速从9000米/秒提升到了14000米/秒，爆压从30吉帕提升到了90吉帕，而制作这种超级炸药的含能物质，就是我国南京理工大学胡炳成教授团队合成的全氮阴离子盐。这可是全世界炸药领域梦寐以求的物质，此前只存在于科学家们的理论预测之中，没想到被我国率先研制了出来，要说它使我国的军事技术占领了世界制高点也不为过，那么全氮阴离子盐到底牛在哪儿呢？

接下来波普将从炸药的威力来源，全氮化合物的制备难度，以及超级应用前景三个部分来讲解，本期视频依旧硬核，大家可以先关注点赞，再观看。

我们知道，炸药的威力来自于分子化学键断裂重组释放的能量，能量储存在化学键里，所以分子的化学键越多，储存的能量就越多，在所有的分子中，只有氮分子拥有3个化学键，所以含氮量越高炸药威力越猛。试想一下，全氮构成的炸药那得有多强啊！

分子化学键与能量关系

氮分子三个化学键

但是问题来了，多氮化合物非常不稳定，要获取全氮阴离子更是世界难题，自从1772年人类首次从大气中分离出氮气以来，200多年了，从来就没有获得过稳定的全氮化合物，但是，我国科学家做到了。胡炳成教授团队经过成百上千次的失败，终于合成了稳定的全氮阴离子盐，这是一种由5个氮原子构成的五元环状化合物，只有达到117℃才会分解，稳定性非常好。

全氮阴离子盐——五元环状化合物

它具有三个优势：高密度、高能量以及爆轰产物清洁无污染。这有什么巨大的应用价值呢？

高密度和高能量说白了就是小体积大威力，应用在军事上可以使导弹实现小型化，让战机和无人机挂载更多的弹药，一次打击更多目标，如果制造成火箭弹，还可以提升导弹射程，实现大规模远距离打击。

而清洁无污染意义就更大了，核武器虽然威力巨大，但由于恐怖的放射性受到国际上的约束，不能轻易使用，如果我国用全氮阴离子盐制成炸弹，是不是既能代替核武器的威力，又不受核武器有关协议约束呢？再进一步，氢弹是靠核聚变反应释放的能量进行爆炸杀伤的，核聚变本身不会产生辐射，原子弹的核裂变才会，但氢弹仍然被列为热核武器，原因就在于引爆氢弹需要非常高的温度，以前只能靠小型原子弹来完成，所以氢弹还是存在一定的辐射，假如我们使用全氮炸药来代替原子弹引爆氢弹，这样氢弹就会变成无辐射的清洁炸弹，简直就是科幻片中的N2爆弹，所以胡炳成教授才说，全氮阴离子盐的成功合成，标志着我国核心军事能力和军事技术已经达到国际制高点。

氢弹爆炸

火药是中国的四大发明之一，但到了近代，中国却被其他国家的炸药打开了大门，正如美国物理学家亨利·奥古斯特·罗兰所说，中国人只满足于火药能够爆炸的事实，却没有寻根问底，导致中国人远远落后于世界。这句话被写在了中国兵器第四研究院的墙上，警示着所有科研人员。如今，胡炳成教授团队真是为我国争了一口气。吾辈当自强，致敬中国科学家！