羅勝年，Michel Gozin

a School of Materials Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

b School of Chemistry, Faculty of Exact Sciences, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978, Israel

Engineering含能材料及交叉科學專題包括來自中國、德國和美國的7篇文章。專題的主題覆蓋含能材料合成和表征、含能性質和燃燒性能、超高壓行為和實驗診斷技術。鑒于合成在含能材料領域的持續(xù)重要性，含能材料及交叉科學專題的大部分文章涉及新型含能材料的化學、物理和超高壓合成。含能材料在制備、加工或外刺激如沖擊壓縮下的熱力、物理和化學過程本質上是多尺度的。了解含能材料結構-加載-性能關系要求時空分辨診斷技術，但診斷方法研究遠遠落后于合成。因此，一篇綜述文章致力于研究新型診斷技術。

毛河光等從高壓角度展望了單鍵聚合氮和原子金屬氫，而這兩種物質通常被認為是終極含能材料。這兩種含能材料的高壓合成通常需要數百吉帕超高壓，這限制了它們的直接應用。但是，研究這些材料的穩(wěn)定性、亞穩(wěn)定性和基礎性質可以為通過其他合成路徑尋找極端含能材料提供有價值的信息。

無碳氫的五唑陰離子分解為氮氣時釋放大量的能量。林秋漢等展示了他們關于環(huán)五唑陰離子的觀點。無水金屬五唑鹽是一種潛在的綠色、無毒的高能起爆藥。聯氨五唑鹽和羥胺五唑鹽含氮量達到95%，是具有最佳性能和應用潛力的非金屬五唑鹽。五唑鹽和官能團修飾五唑鹽化合物的高效合成是五唑類化學的一個主要方向。Wozniak和Piercey重點關注環(huán)五唑陰離子含能材料及其實驗合成，內容包括歷史意義、前驅體、合成路徑、穩(wěn)定影響因子、含環(huán)五唑化合物的含能性能，并展望了未來實驗研究的方向。這兩篇展望和綜述文章對于發(fā)展環(huán)五唑陰離子作為下一代環(huán)境友好炸藥是相當有用的。

發(fā)展先進高能材料是含能材料領域最重要的關注點，并且其發(fā)展可在不同的尺度上實現。馮永安等報道了一種有前途的熔環(huán)獨特二維層狀晶體結構含能材料——4-硝基-7-疊氮基-吡唑-[3,4-d]-1,2,3-三嗪-2-氧化物（NAPTO）。該材料具有高能量、低感度和高熱解溫度。二維層狀結構通過層間滑移減緩外界刺激，從而降低感度。尚宇等以NH3OH+/NH2NH3+作為B位陽離子，通過簡單放大合成路徑合成兩種不含金屬的六角鈣鈦礦化合物(H2dabco)B(ClO4)3（H2dabco2+是1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓離子）。這些材料有高晶體密度、正形成焓、高爆轟性能和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。

陳書文等報道了利用噴霧造粒法制備新含能亞穩(wěn)態(tài)混合納米復合物。這些亞穩(wěn)態(tài)混合納米復合物使用鋁（Al）納米顆粒作為燃料、高氯酸銨（AP）和聚偏二氟乙烯（PVDF）作為氧化劑。摻入石墨烯氧化物（GO）提高了Al@AP/PVDF的固相反應速率，同時改善了熱穩(wěn)定性。Al@AP/PVDF-GO良好的界面接觸和顆粒分布增強了熱傳導速率，減少了納米鋁顆粒團聚，同時加快燃燒反應速率。該工作演示了一種改善鋁基亞穩(wěn)態(tài)混合納米復合物的能量釋放速率和燃燒效率的新策略。

最后，張抑揚等適時回顧了一些新興或較少應用到含能材料的新型跨多時空尺度診斷方法，包括X射線成像/衍射/散射、相干X射線衍射成像、太赫茲和光吸收/發(fā)射光譜和激光速率/位移干涉技術。針對的科學和工程問題包括缺陷、強度、變形、熱點、相變、反應和沖擊或熱感度。他們介紹了探測和數據分析的基本原理并輔以示例說明。這些診斷技術特別適用于原位表征含能材料性能，揭示化學-物理-力學機理，構建結構-加載-性能關系，指導含能材料合成和加工。