近日,我组刘建勇研究员等在含能材料热稳定性调控机理研究方面取得新进展,通过第一性原理计算揭示了区域异构效应调控含能材料热稳定性的内在机制。

高能含能材料的发展对于维护国家稳定、保障公共安全具有重要意义。但是高能含能材料普遍存在稳定性差的问题,因此,在保证高能含能材料爆轰性能的基础上提高其稳定性一直是含能材料领域的研究热点。区域异构效应作为分子性质调控的一种重要手段,对于含能材料的热稳定性也具有一定的调控作用。但是,目前对于区域异构效应调控含能材料热稳定性的机理尚未得到清晰的认知。

本工作中,科研人员选取了三类典型具有区域异构效应的含能材料(三唑类、叠氮类和氧化呋咱类),通过探究区域异构分子的初步解离机理,结合构型分析、静电势分析、电荷分析、相互作用分析等量化分析手段,揭示了区域异构效应影响区域异构分子热稳定性的秘密。研究结果表明较大的热稳定性差距通常是由于异构效应造成了主反应通道改变而导致的,而较小的热稳定性差异则一般不改变反应通道,而是异构效应通过影响分子结构电荷等,进而影响反应通道能垒而造成的。