慕尼黑大學(xué)報道了一系列N-硝基甲基唑類高能配位化合物起爆藥

利用過渡金屬以及高能配體相結(jié)合制備高能配位化合物（ECCs）是綠色起爆藥研究的重要方向。慕尼黑大學(xué)研究人員設(shè)計合成了兩種含N-硝基甲基唑類含能配體，1-（硝基甲基）-5H-四唑（1-NMT）和2-（硝基甲基）-5H-四唑（2-NMT）。利用這類配體與Cu（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）配位合成了六種ECCs。其中化合物［Cu（1-NMT）2（NO3）2］擁有最高的理論爆速（8082 m·s-1）和理論密度（1.97 g·cm-3），且摩擦感度最低（80 N）?；衔铮跜u（1-NMT）2（ClO4）2］和化合物［Fe（1-NMT）2（ClO4）2］在51 mJ 的激光下能從燃燒轉(zhuǎn)爆轟，可用作激光起爆藥。所有化合物在熱針測試中均表現(xiàn)出爆炸特性。該研究表面，以N-硝基甲基唑類化合物作為配體制備綠色起爆藥具有潛在的應(yīng)用價值。

源自：Kofen M，Klap?tke T M，Stierstorfer J.Energetic coordination compounds of late 3d metals with 1N-（Nitromethyl）-5H-tetrazole，a ligand with astonishing properties from the rare class of N-nitromethyl azoles［J］.Chemical Engineering Journal，2023，452：139375.

加州大學(xué)河濱分校利用電化學(xué)方法調(diào)節(jié)了離子液體燃料的可燃性

高能離子液體是目前液體火箭推進(jìn)劑領(lǐng)域的研究前沿和熱點，其可燃性可由揮發(fā)性決定。加州大學(xué)河濱分校的研究者展示了一種簡單的電化學(xué)方法，可以實現(xiàn)對熱穩(wěn)定的高能離子液體推進(jìn)劑的可燃性進(jìn)行動態(tài)控制。結(jié)果表明，在40 V 直流電壓條件下，咪唑鎓基高能量離子液體產(chǎn)生可燃蒸氣相物質(zhì)，以實現(xiàn)點火；而在去除電壓后，離子液體停止揮發(fā)，繼而熄滅火焰。這個循環(huán)可以重復(fù)進(jìn)行，其電化學(xué)活化過程的能量損失很低，僅為燃料總能量釋放的4%。該研究可能對推進(jìn)劑燃料的控制帶來革命性的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了通過簡單的電化學(xué)過程驅(qū)動安全的高能燃料的可控點火。

源自：Biswas P，Wang Y，Hagen E，et al.Electrochemical Modulation of the Flammability of Ionic Liquid Fuels［J］.Journal of the American Chemical Society，2023，145（30）：16318-16323.

以色列特拉維夫大學(xué)報道了一類具有“雙面神”型結(jié)構(gòu)的自燃材料

以色列特拉維夫大學(xué)研究團(tuán)隊合成出一系列具有“雙面神”型結(jié)構(gòu)的自燃材料。該類自燃材料由二茂鐵陽離子以及多氮唑金屬配合物陰離子形成“雙面神”型結(jié)構(gòu)。該研究不僅測試了其常溫差壓下的自燃點火性能，還模擬了太空低溫環(huán)境中小型靜態(tài)混合動力發(fā)動機(jī)的點火。研究結(jié)果表明，以硝酸羥基銨-過氧化氫混合物為氧化劑，具有“雙面神”結(jié)構(gòu)的自燃材料［FcⅡCH2N（CH3）3］3［FeⅢ（BAT）3］即使在-40 ℃的環(huán)境中點火延遲時間也僅為4 ms，并且該燃料點火冷卻后能重復(fù)進(jìn)行點火。

源自：Petrutik N，Kaminker I，F(xiàn)laxer E，et al.Janus-type hypergolic fuels for hybrid systems using hydrogen peroxide and hydroxylammonium nitrate-based oxidizers［J］.Chemical Engineering Journal，2023，454：140170.

瑞典隆德大學(xué)報道了Al-Mg 合金絲在H2O/O2/N2熱氣流中的燃燒特性

相較于Al，Al-Mg 合金具有更低的點火溫度、更高的反應(yīng)活性和較低的團(tuán)聚率，展現(xiàn)出更為優(yōu)越的燃燒性能。當(dāng)前，Al-Mg 合金的研究主要集中在點火延遲和燃燒時間上，而其在高溫環(huán)境下的燃燒特性卻鮮有報道。隆德大學(xué)研究人員選用直徑為200 μm 的Al-Mg 合金絲，在H2O/O2/N2熱氣流下進(jìn)行燃燒模型研究。研究發(fā)現(xiàn)，Al-Mg 合金絲的燃燒分為預(yù)熱、點火和燃燒三個階段，點火溫度為2160 K 至2220 K，低于Al2O3和MgO 的熔點，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%的Mg 能顯著增強(qiáng)點火效果。通過光譜測量發(fā)現(xiàn)，Mg 與氧化劑的氣相反應(yīng)及MgO 和MgOH 的生成在Al-Mg 合金燃燒過程中十分重要。該工作提出的Al-Mg 合金燃燒模型有助于優(yōu)化燃燒過程、預(yù)測點火溫度，繼而開發(fā)出更高效、可靠的推進(jìn)劑。

源自：Ruan C，Wu Z，Stiti M，et al.Combustion of micron-sized Al-Mg alloy wires in hot H2O/O2/N2 flows［J］.Fuel，2024，357：129719.

武漢大學(xué)的科研團(tuán)隊制備了MOFs 基超高效率脈沖激光推進(jìn)劑

脈沖激光推進(jìn)（LMP）技術(shù)在微納衛(wèi)星推進(jìn)中受到了廣泛的關(guān)注。然而，僅僅將傳統(tǒng)的聚合物類和金屬類推進(jìn)劑材料物理混合制備脈沖激光材料的方法存在因團(tuán)聚、摻雜不均勻?qū)е戮植窟^熱造成大顆粒飛濺問題。為解決該問題，武漢大學(xué)的研究者提出將金屬有機(jī)框架（MOFs）作為新型脈沖激光推進(jìn)劑。與傳統(tǒng)的推進(jìn)劑相比，MOFs 在激光沖擊后燒蝕坑的邊緣相對光滑，周圍沒有燒蝕產(chǎn)物聚集的跡象，燒蝕深度一致。實驗結(jié)果表明通過調(diào)控MOFs 中的金屬含量，可使激光燒蝕效率達(dá)到51.15%，遠(yuǎn)優(yōu)于文獻(xiàn)已經(jīng)報道的材料。該工作為未來激光推進(jìn)劑的研究和應(yīng)用開辟了新的途徑。

源自：Rao S，Xu Y，Yuan J，et al.MOFs for Ultrahigh Efficiency Pulsed Laser Micropropulsion［J］.Advanced Materials，2023：2306228.