重大进展我国成功合成立方氮,军事航天

年1月27日，南京理工大学化工学院胡炳成教授的团队成功制造出了全球第一个全氮阴离子盐。不过，这种材料的制作过程非常复杂，而且它在普通环境下的稳定性也不高，所以短时间内还不能用于实际。但最近，中国的研究团队意外攻克了全氮材料的制造难题，那本只存在于科幻小说中的“N2爆炸物”，现在真的成为了现实。

在9月27日的一份国际科学杂志《科学进展》上，有一篇文章叫做《在普通压力和度时，自由立方结构的氮能保持稳定》。简单来说，这篇文章说的是，在普通的空气压力和度的温度下，一种特殊的氮结构可以一直保持它的形状不变。

中科院合肥物理科学研究院的一个团队，通过基本原理，以叠氮化钾作为基础材料，利用自主研发的设备，在正常压力环境下，花了四年时间，成功制造出一种高能密度的物质——立方聚合氮（cg-N）。这种新材料不仅易于大规模生产，而且操作简单高效。

实验表明，立方聚合氮的分解点温度是℃，与预期的℃一致；其密度达到了每立方厘米3.克，能量密度为每克10.29千焦。理论上讲，如果用相同的空间来比较，立方聚合氮的能量大约是TNT（一种爆炸物）的五倍左右。

过去，在制造高效材料的过程中，只要在合成方法、效率或者在常温常压下的稳定性，甚至能量密度中取得哪怕一点点进步，都已经是很大的成就。然而，这次的进展是全方位的提升，可以说是彻底改变了游戏规则。

这次的研究成果在制作复杂度、生产速度和耐用性上都有了显著的进步，可以说是迈出了革命性的一步。

以前合成某些特殊材料时，条件很苛刻，比如合成金属氮，就得用到非常高的压力。而且，过去合成的一些材料，很容易出问题，比如怕碰撞、自燃或自行爆炸等。实际上，人类很久前就已经能够制造出全氮类物质了，但因为合成条件要求严格，材料不够稳定，这些成果都只能留在实验室里，没能在实际生活中应用。

这次的研究有一个很大的亮点，那就是合成过程相对简单。研究团队通过一种叫做等离子体增强化学气相沉积的方法，在普通的气压下就能高效地合成出立方氮。更让人惊喜的是，这种立方氮在加热到℃时才会分解，并且在常压状态下也能保持稳定。这就意味着，立方氮在我们日常生活的温度和压力环境下都非常稳定。

这次成果将会在军事工业和航空航天领域引发重大变化。它能够显著提升这些行业的技术能力，推动发展，使它们变得更加先进和高效。

根据数据，TNT的能量密度大约是每克含有4.千焦耳的能量。而CL20这种炸药的能量密度则更高一些，达到了大约每克6.23千焦耳。最近合成的一种名为立方氮的物质，其能量密度更是惊人，达到了每克10.29千焦耳，是TNT的2.46倍，CL20的1.65倍。

在炸药的性能中，同等体积下释放的能量才是关键。CL20的密度大约是每立方厘米2.克，能释放12.8千焦耳的能量。相比之下，立方氮的密度每立方厘米可以释放高达34.5千焦耳的能量，是CL20的2.73倍左右，也是TNT的约5倍。这意味着，在相同体积下，立方氮能够释放出比其他两种炸药更多的能量。

我们能将立方氮理解为一种超级能量存储器，它的能量存储能力是常规存储器的五倍。如果这个存储器突然破裂，因为内部的压力和温度都特别高，那么它的破坏力将会非常惊人。现在我们还不清楚这次合成的立方氮爆炸速度是多少，但根据理论分析，像全氮这类高强度物质的爆炸速度可以超过每秒米。

这种超级快的速度性能，对制造武器和太空飞行的行业来说，是一次巨大的改变。在未来，如果所有武器在使用相同量的燃料时，威力和射程都会大大增加。用这种材料做燃料的火箭，理论上能飞得更远。现在，火箭使用的固体燃料很难让火箭飞得特别远，即使是理论上最好的火箭燃料，也只能飞得不远。一旦这种名为立方氮的材料可以大量生产并广泛使用，军事和太空探索行业都将迎来革新。

这项研究的成果非常了不起。它有几个特点：制造起来不复杂，做成的东西很稳定，能量密度非常高，也就是说在相同体积下能装很多能量。这样的发现对未来有巨大的影响，可能改变很多领域，其重要性堪比获得诺贝尔奖的成就。