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上周，中美科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)在超高能含能材料上實(shí)現(xiàn)了突破，中國科學(xué)家首次合成全氮陰離子鹽，美國科學(xué)家合成了金屬氫。這兩項(xiàng)成果都發(fā)布在了國際頂級(jí)期刊《科學(xué)》雜志上，兩顆高科技“大禮花”的出現(xiàn)，又恰逢中國春節(jié)，似乎是給中國人的傳統(tǒng)新春佳節(jié)一起獻(xiàn)上祝福。

但是超高能含能材料真的拿來做煙花，效果可能太過強(qiáng)勁了，一不小心就會(huì)造出一個(gè)大新聞

爆炸界的“少林武當(dāng)”

這兩則關(guān)于高能材料的新聞都顯得極其“爆炸”，無論是材料的爆炸力還是新聞本身的爆炸性。

我國在唐代就已經(jīng)發(fā)明了火藥（黑色炸藥），到宋代時(shí)，炸藥已經(jīng)應(yīng)用在戰(zhàn)爭(zhēng)上，從此以后，這種“砰砰砰”的東西就成了人類這個(gè)“地球熊孩子”的玩具，雖然多少人在戰(zhàn)爭(zhēng)中因?yàn)樗鴼屆?，但是炸藥在人類生產(chǎn)生活中又起到了大量有益的作用，可謂是一把“雙刃劍”。

我去炸學(xué)校，天天不遲到，小鳥說早早早，你為什么背著炸藥包。對(duì)于熊孩子們而言，這種玩具雖然噪音巨大而且危險(xiǎn)，但是絕對(duì)過癮，要的就是這種心跳的感覺

作為熊孩子界的頂級(jí)玩家，自炸藥界“泰斗”諾貝爾發(fā)明可以穩(wěn)定的真正“炸藥”之后，人類已經(jīng)不滿足于對(duì)自然界產(chǎn)物混合制取黑火藥的玩法。解析爆炸原理，利用科學(xué)手段制取自己所需要的炸藥成分，目標(biāo)就是爆炸更快，威力更高，破壞更強(qiáng)的炸藥。

作為炸藥，其威力來源于分子之間化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生的能量。無論是構(gòu)成分子的原子成分，還是分子之間組成結(jié)構(gòu)的形式都對(duì)炸藥的威力有所影響。

在深入到這一階段后，爆炸世界內(nèi)就產(chǎn)生了多個(gè)“門派”，而全氮陰離子鹽和金屬氫，就分別是其中兩大門派的頂級(jí)之作。

全氮陰離子鹽出身“化學(xué)流派”，全氮類物質(zhì)門，化學(xué)流派追求通過化學(xué)手段，合成具備高能化學(xué)鍵的新物質(zhì)來達(dá)成能量的猛烈釋放。因?yàn)榈獨(dú)饣瘜W(xué)鍵的性質(zhì)，現(xiàn)有的炸藥中的氮含量對(duì)能量強(qiáng)度有不小的影響，炸藥的含氮量是用來衡量炸藥能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。那么由全氮構(gòu)成的炸藥威力如何呢？全氮陰離子鹽（此前美國人已經(jīng)成功合成了全氮陽離子，這兩個(gè)發(fā)明在一起就像是打通了“任督二脈”）的合成不亞于該門派的鎮(zhèn)派神兵鑄成，是足夠大書特書一筆的。

比起以巧破千斤的全氮陰離子鹽，金屬氫這一流派的思路就顯得剛猛無比。用高壓強(qiáng)行改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，讓物質(zhì)的結(jié)合方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣芰棵芏鹊慕饘冁I。該門派的各路學(xué)者秉持的思路只有一條：“成功需要更多的壓力。”1935年,E·P·維格納等人預(yù)測(cè),在25GPa(25萬個(gè)大氣壓)下,氫將呈現(xiàn)出金屬性質(zhì)。最終，人類以495萬大氣壓的兇殘壓力合成了金屬氫。

兩大門派之間并非全無交集，全氮炸藥中也有以高壓壓力獲得聚合氮物質(zhì)的思路，金屬氫想要走出實(shí)驗(yàn)室真正在工程上實(shí)現(xiàn)，也需要化學(xué)方法的輔助。這些高能含能材料未來將在炸藥，發(fā)射藥，火箭推進(jìn)劑等方面大放異彩。

爆炸之力 響徹群山

不管是“一力降十會(huì)”還是“以巧破千斤”，什么樣的功夫都得用來打人，什么樣的路線都得看最終產(chǎn)品性能如何。

從黑火藥、TNT、到現(xiàn)在的黑索金、奧克托今炸藥，炸藥的爆炸威力基本是由爆能，爆壓，爆速等多個(gè)指標(biāo)衡量的。

此次南京理工大學(xué)首次合成的全氮陰離子鹽N5-，是全氮類高能材料中重要的前體物質(zhì)。從N3至N13一系列全氮衍生物一直是科學(xué)家們追求的高能材料，這種材料的爆炸能量達(dá)到TNT炸藥的3-10倍，爆速從9000米每秒提升到14000米每秒以上，爆壓從30至40吉帕提升到90吉帕。