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帖子主题:中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮

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中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮

2018年07月11日 07:47:23 来源:观察者网

据《科技日报》7月9日报道,中科院中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体物理研究所亚历山大·冈察洛夫团队的科研人员成功合成了超高含能材料聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。研究揭示了“金属氮”合成的极端条件范围、转变机制和光电特征等关键问题。中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。相关结果日前发表在《自然》子刊上。

中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮
爆炸后只产生N2(氮气)的爆弹,简称N2爆弹
新型超高能含能材料是国家核心军事能力和军事技术制高点的重要标志。而氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物清洁无污染等优点,成为新一代超高能含能材料的典型代表。2017年初,南理工胡炳成团队合成了能量密度为TNT的3倍的全氮阴离子盐。冈察洛夫团队的研究方向则指向了极端高温高压条件下形成的聚合氮和“金属氮”。

中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮
亚历山大·冈察洛夫特聘研究员,美籍俄裔,1956年11月29日出生,1983年俄罗斯科学院光谱学研究所物理专业博士毕业,2012年入选中共中央组织部“外国专家千人计划”。2015年获中国政府“友谊奖”,图为时任国务院副总理马凯向冈察洛夫颁奖
这两种形态的氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。然而,“金属氮”并不容易获得,需要高达百万大气压(GPa)的极端高压和几千度的高温条件。

中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮
制备超高压材料的常用装置是金刚石对顶砧,能够产生超过地心的高压
科技日报报道称,科研人员以普通氮气为原材料,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,建成了集高温高压产生及物性测量的原位综合实验系统。利用综合实验系统,研究人员获取了高达170GPa、8000K高温高压极端条件,并在此条件下原位研究了氮分子在绝缘体—半导体—金属转变过程中的光学吸收特性和反射特性,确定了氮分子解离的相边界及“金属氮”合成的极端压力温度条件范围,原位光谱分析研究也进一步证实了实验中确实合成了具有半金属性质的聚合氮和具有完美金属特性的“金属氮”。

中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮
冈察洛夫研究员与博士后研究人员一起正在开展高压下激光加热实验
冈察洛夫团队的该成果不仅能够对其他形式高能氮材料的合成提供指导,也为未来“金属氢”的成功合成奠定了重要基础。因为合成“金属氢”所需要的极端高温高压条件与合成“金属氮”是类似的。

“金属氢”因为其理论上拥有的高能量密度(TNT炸药的50倍)和高温超导性能(可能在-113.15℃甚至16.85℃实现超导),被誉为“高压物理学的圣杯”,固体物理研究所距离“圣杯”又近了一些。

2017年1月份,美国哈佛大学研究团队曾经声称利用金刚石对顶砧装置在495GPa的高压下成功制成了世界上第一块“金属氢”,但学界多人(包括冈察洛夫研究员)就此提出质疑,认为以单纯依靠金刚石对顶砧无法达到如此高的压力,所谓“金属氢”确实存在的证据也不足。然而在当年的2月,哈佛大学团队宣布“金属氢”样本因为金刚石容器损坏而消失。“世上首块金属氢”是否真正存在过成为了谜团,“高压物理学圣杯”仍有待后来者去寻觅。

延伸阅读: 刘小光 颜冠英 高千惠
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      2018/7/11 10:55:22

      网友回复

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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      16楼 重剑3
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?
      以普通氮气为原材料成功合成了超高含能材料聚合氮和金属氮,揭示了金属氮合成的极端条件范围、转变机制和光电特征等关键问题,将金属氮的研究向前推进了一大步。

      2018/7/31 12:23:43
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      金属氮也可能是一种可靠又相对廉价的宇航能源!

      2018/7/29 14:17:26
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      ......
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      16楼 重剑3
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?
      17楼 扯旗前进
      这两种氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,具有含能密度高、绿色无污染和可循环利用等优点,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。
      20楼 甲寅伯
      作火箭燃料的只能是全氮阴离子盐,看上去高大上的氮金属只配作炸药。
      你说的是现在,将来也许就不一样了。

      2018/7/29 12:30:25
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      16楼 重剑3
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?
      17楼 扯旗前进
      这两种氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,具有含能密度高、绿色无污染和可循环利用等优点,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。
      作火箭燃料的只能是全氮阴离子盐,看上去高大上的氮金属只配作炸药。

      2018/7/26 15:59:15
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      中国的东风26的推进剂用上金属氮后,其射程可高达一万三千公里,东26将成为美国的核克星!

      2018/7/26 12:19:36
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      16楼 重剑3
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?
      17楼 扯旗前进
      这两种氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,具有含能密度高、绿色无污染和可循环利用等优点,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。
      2017年初,南理工胡炳成团队合成了能量密度为TNT的3倍的全氮阴离子盐。冈察洛夫团队的研究方向则指向了极端高温高压条件下形成的聚合氮和“金属氮”。

      2018/7/26 12:12:38
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      16楼 重剑3
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?
      这两种氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,具有含能密度高、绿色无污染和可循环利用等优点,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。

      2018/7/25 13:47:06
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      15楼 袁平4
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!
      不要激动,在原有的金刚石对顶砧装置的基础上引入了脉冲激光加热技术和超快光谱探测方法,离产品还远呢?

      2018/7/23 11:10:34
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。炸药革命!

      2018/7/21 15:16:39
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      7楼 甲寅伯
      金属氢、金属氮,啥玩艺?

      有了特定的超超高压,咱能让氧成金;这种瞬间失压就没法存在的玩艺,没有实用价值。

      13楼 晶体管革命
      别人是通过重新改变分子排序获得常温下的金属氮,就像石墨烯一样,同样是碳原子,物理化学特性完全不同,真这么简单国家的话还花搞价请他,几十块钱请你不就得了
      好好看下原文。还常温、常压?

      2018/7/19 17:39:34
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      7楼 甲寅伯
      金属氢、金属氮,啥玩艺?

      有了特定的超超高压,咱能让氧成金;这种瞬间失压就没法存在的玩艺,没有实用价值。

      别人是通过重新改变分子排序获得常温下的金属氮,就像石墨烯一样,同样是碳原子,物理化学特性完全不同,真这么简单国家的话还花搞价请他,几十块钱请你不就得了

      2018/7/19 17:21:49
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      11楼 袁平4
      这是原始杀伤力,很重要!
      氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物清洁无污染等优点,成为新一代超高能含能材料的典型代表。

      2018/7/19 12:14:57
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      10楼 重剑3
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。
      这是原始杀伤力,很重要!

      2018/7/17 15:41:51
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      6楼 南沙岂让别疆封
      中国科技又在向前迈进!
      中国高能材料研究在迈向“N2爆弹”和“金属氢”的道路上又进一步。

      2018/7/15 13:05:30
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      7楼 甲寅伯
      金属氢、金属氮,啥玩艺?

      有了特定的超超高压,咱能让氧成金;这种瞬间失压就没法存在的玩艺,没有实用价值。

      8楼 康小清
      使用这种对顶砧,

      当然没有实用价值了。

      南理工的全氮阴离子盐才是货真价实的超高含能物质。

      2018/7/15 3:49:04
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      7楼 甲寅伯
      金属氢、金属氮,啥玩艺?

      有了特定的超超高压,咱能让氧成金;这种瞬间失压就没法存在的玩艺,没有实用价值。

      使用这种对顶砧,

      当然没有实用价值了。

      2018/7/14 20:21:40
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      金属氢、金属氮,啥玩艺?

      有了特定的超超高压,咱能让氧成金;这种瞬间失压就没法存在的玩艺,没有实用价值。

      2018/7/14 2:04:22
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      中国科技又在向前迈进!

      2018/7/13 22:11:35
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      2楼 重剑3
      中国成功合成了超高含能材料聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。大突破!
      3楼 袁平4
      这两种形态的氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。
      爆破学将有大飞跃。

      2018/7/13 17:07:22
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      中国“N2爆弹”技术升级:成功合成金属氮,厉害.

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      2018/7/12 22:29:08
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      2楼 重剑3
      中国成功合成了超高含能材料聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。大突破!
      这两种形态的氮材料都是典型的超高含能材料,是目前常用炸药TNT能量密度的十倍以上,如果能作为燃料应用于载人火箭一、二级推进器,有望将目前火箭起飞重量提升数倍以上。

      2018/7/11 20:15:47
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      中国成功合成了超高含能材料聚合氮和“金属氮”,这两种材料的能量密度为TNT的10倍多。大突破!

      2018/7/11 16:15:00

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