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上一篇著述之后，有网友在公众号留言：好意思国早就量产新一代高能炸药了，RDX/HMX 算个啥……

以及有网友在微博发问，但愿能讲讲"中科院王显龙小组常压下告捷合竖立方团员氮 ( cg-N ) 的事情"。

今天本炮霸鄙人，就给各人讲讲 RDX/HMX 算个啥，以及立方团员氮的事情。

咱们聊武器装备，总绕不开一个词——" TNT   当量"。岂论是炮弹、导弹战斗部，照旧核弹，各人齐民俗用   TNT   的爆炸威力来作念参照。但许多东说念主不知说念的是，在军用炸药的赛说念上，TNT   早已是百年前的   "老古董"，东说念主类的炸药学一经完成了四代迭代（黑炸药→ TNT → RDX/HMX → CL-20），如今正站在第五代转换的门槛上。更值得咱们自尊的是，这场决定将来国防实力的高能材料竞赛里，中国一经从百年前的跟跑者，变成了如今的全球领跑者。今天，咱们就顺着百年时期线，把从   TNT   到全氮团员氮的炸药学跃迁，给各人讲个通透。

聊当代炸药，长久绕不开   TNT，也等于三硝基甲苯。1863   年，德国化学家威尔布兰德初次合成了   TNT，但直到   1902   年，德军才当先将其手脚炮弹装药，开启了当代军用炸药的新纪元。在此之前，列国陆军用的主流炸药是苦味酸，这东西威力比   TNT   还大，但有个致命弱势：酸性极强，会和金属弹壳响应生成感度极高的苦味酸盐，略微磕碰就可能炸膛，号称藏在炮膛里的   "定时炸弹"。而   TNT   的出现，无缺管制了军用炸药最中枢的矛盾：能量与安全性的均衡。它满盈钝感，枪弹联络、明火灼烧、轻微撞击齐不会引爆，惟有专用雷管才能起爆，安全性拉满；它满盈好用，熔点惟有   80 ℃，滚水就能熔解，可应答浇筑进多样步地的弹体，量产难度极低；它的性能也满盈相沿战场需求，爆速   6900m/s，能量密度   4.2kJ/g，远超黑炸药，足以相沿两次宇宙大战的火力需求。凭借这些上风，TNT   飞快成为全球军用炸药的通用圭表，也严容庄容地成了咱们权衡爆炸威力的   "尺子"。但从出生那天起，TNT   的性能天花板就一经注定，它属于硝基芳醇族炸药，分子里的碳、氢元素占比极高，这些不孝敬能量的   "死重"，不仅会在爆炸时耗尽多半氧来完成响应，锁死了能量上限，还会产生多半有毒黑烟和残渣。二战的炮火早已阐述，TNT   一经称心不了更高烈度的构兵需求，跟着导弹、核武器的出现，军用炸药必须迎来一场透顶的性能升级。

二战末期到冷战时期，军用炸药认真干与第三代硝胺炸药时期，代表等于咱们常说的   RDX   黑索金和   HMX   奥克托金。1899 年，德国化学家亨宁初次合成了   RDX，但直到二战爆发，德军才发现了它的军用价值：和   TNT   比较，RDX   完全跳出了芳醇族框架，分子以氮氮键为中枢，爆速平直冲到   8700m/s，能量密度   5.5kJ/g，威力比   TNT   突出   30%   以上。二战中，德军将   RDX   与   TNT   羼杂制成   B   炸药，通俗用于   V1、V2   导弹和炮弹装药，给友军酿成了庞大飘荡，也让全球看到了硝胺炸药的后劲。冷战的武备竞赛，更是把硝胺炸药的性能推到了极致，1941   年，好意思国在   RDX   的合成废液中，发现了性能更强的   HMX：爆速   9100m/s，能量密度 6.2kJ/g，不仅威力更大，热踏实性、化学踏实性也远超   RDX，致使能承受核弹辐射的顶点环境。自此，RDX   和   HMX   成了当代国防的   "基石炸药"，小班师榴弹装药，大到反坦克导弹、防空导弹的战斗部，RDX   是实足的主力；核弹的起爆药、洲际导弹的战斗部、输送火箭的固体鞭策剂，中枢齐离不开   HMX。但哪怕是性能强悍的   HMX，也依然没能跳出传统炸药的框架   ——   它们恒久是   C/H/O/N   四元素体系，能量擢升完全依赖分子结构的优化，能挖掘的性能后劲一经越来越少。到   HMX   这里，传统硝胺炸药的后劲一经基本被榨干，念念要再收场量级上的突破，就必须找到一条全新的工夫道路。

1987   年，好意思国舟师在中国湖武器现实室，合成出了一种全新的笼型硝胺炸药   —— CL-20，也等于六硝基六氮杂异伍兹烷，认真开启了第四代炸药的时期。CL-20   的分子策画号称天才，它是一种三维笼型结构，密度、生成焓齐远超平面结构的   HMX，爆速平直冲到   9500m/s，能量密度   6.9kJ/g，威力比   TNT   突出 60%，比   HMX   突出   15%，是现在东说念主类收场量产的、能量最强的惯例炸药，绝不夸张地说，CL-20   等于传统   C/H/O/N   体系炸药的   "表面天花板"。但好意思国搞出   CL-20 之后，却迟迟没能收场大范畴应用，中枢问题惟有一个：太贵了。CL-20   的合成道路极其复杂，需要多步硝化、结晶工艺，早期合成本钱高达   400   好意思元   /   克，比同期黄金贵了十几倍。哪怕自后欧洲国度跟进优化，本钱也恒久保管在   1000   欧元   /   公斤以上，只可在现实室里作念微量合成，根蒂没法大范畴列装部队。冷战终局后，好意思军预算削减，CL-20   的量产名目也就此甩掉。但好意思国东说念主没念念到的是，在大洋此岸的中国，一群科研东说念主员正在悄无声气地完成一场逆袭。早在好意思国   1987   岁首次合成   CL-20   之前，我国炸药各人于永忠培育就已在   1979   年当先提议多硝基笼形化合物的创新表面，在海外上初次合成出具有笼形结构的单质炸药   797#，考据了笼型高密度含能材料的可行性，而这一结构恰是自后   CL-20   的中枢表眼前身。1994   年，于永忠培育请示团队在北京理工大学现实室，完全遁入好意思国专利保护的合成道路，孤独完成了   CL-20   的全合成，一举冲破了好意思国对这项顶端工夫的支配。

在完成现实室层面的突破后，北理工欧育湘、赵信岐等各人连续攻关二十余年，接连开荒出   TAIW   基等多条海外草创的合成工艺道路，其中欧育湘团队草创的   "一锅法"   大幅简化了合成经由、裁减了安全风险，团队更是当先收场了   CL-20   材料   1   公斤级的踏实合成，透顶买通了从现实室样品到工程化放大的中枢旅途。

CL-20   量产的最大龙套，等于好意思国道路中崇高的钯基贵金属加氢催化剂，lol投注app这亦然其早期本钱高达数百好意思元   /   克的中枢原因。国内科研团队通过赓续工夫攻关，透顶甩掉了崇高的贵金属催化体系，开荒出无重金属参与的全新合成道路，相助响应收率擢升、废酸与溶剂轮回讹诈等工业化优化，在   2010   年前后将   CL-20   的坐褥本钱降至   1   元东说念主民币   /   克以内，不到好意思国早期本钱的千分之一，为其大范畴应用扫清了最大龙套。

2011   年，中国武器工业集团下属单元建周到球首条具备踏实工业化量产才调的   CL-20   坐褥线，收场了这款第四代炸药的范畴化踏实坐褥；2015   年，北理工牵头完成的   "新一代含能材料商榷过甚工程化"   名目荣获国防科技逾越独特奖，记号着我国   CL-20   工夫完成了从现实室到实战化装备的全链条突破。2024   年，中国武器工业集团在年度责任会议中显露   "含能材料规模百吨级一语气化示范线建成投产"，同期行业学术会议也发布了   CL-20   全经由一语气化百吨级坐褥线的攻关后果，记号着我国成为全球唯独收场   CL-20 大范畴、低本钱、一语气化工业化应用的国度，在第四代炸药的赛说念上，收场了从跟跑到领跑的全面跨越。如今，CL-20   一经通俗应用在我国新一代主战武器之中，收获于 CL-20   的加持，新一代主战武器的损伤才调与射程均有大幅度的擢升。

关联词 CL-20   再强，也依然没能突破   C/H/O/N   体系的表面天花板。念念要收场炸药学的转换性跨越，咱们必须透顶废弃碳、氢这些不孝敬能量的   "死重"，干与一个全新的工夫规模   ——全氮含能材料。许多东说念主会问，为什么全氮材料会被称为含能材料界的   "圣杯"，这里给各人讲透最中枢的底层逻辑。炸药的威力，内容上来自化学键的能量差，咱们空气中的氮气，所以   N ≡ N   三键的步地存在，键能高达   946kJ/mol，是当然界最踏实的化学键之一；而   N-N   单键的键能惟有   160kJ/mol，双键键能也惟有   418kJ/mol。浅近来说，当咱们预防定的氮气分子，改变为由   N-N   单键   /   双键集合的全氮材料，就额外于把无数个被压缩到极致的弹簧锁在了一齐。一朝引爆，统共的单键会瞬远离裂，全部重组为踏实的   N ≡ N   三键，开释出的能量，是传统炸药的数倍致使数十倍。更要道的是，全氮材料的理会居品惟有清白的氮气，无烟、无毒、无残留，完全零混浊；而且莫得碳、氢这些   "死重"，每一个原子齐能孝敬能量，能量密度平直拉满。这条工夫道路，全球科学家一经追了半个多世纪，但恒久卡在两个致命贫困上：全氮结构极不踏实，常温常压下极易理会；只可在顶点高压下合成，降压即炸，根蒂没法实用化。而冲破这个僵局的，是中国的科研团队。

1956   年，学界初次合成五唑先行者体，而后的半个世纪里，全球科学家齐在攻克室温踏实的全氮五唑离子化合物，但恒久没能告捷   ——   五元氮环的亚稳态极强，略微有点扰动就会理会，此前只可在超低温下少顷存在。2017 年   1   月，南京理工大学胡炳成团队在海外顶级期刊《科学》发表论文，文书全球初次合成室温常压踏实的全氮五唑阴离子   cyclo-N ₅⁻盐。他们创造性地用氧化断裂的花式，聘用性堵截芳基五唑分子中的碳氮键，初次制备出了踏实的全氮阴离子盐，热理会温度高达   116.8 ℃。不仅收场了克级踏实制备，还考据了该材料常温常压下的储存踏实性，为第五代全氮含能材料的实用化绽放了大门。

在而后的数年里，国内科研团队连续攻关，接连完成了合成道路的颠覆性优化，甩掉了高本钱、高风险的制备工艺，将材料的合成本钱大幅裁减，先后完成了公斤级一语气合成的工艺考据，系统完成了爆轰性能的全面测试，买通了从现实室样品到中试放大的中枢旅途，预计专利布局占全球同规模的   40%   以上，紧紧掌捏了全氮阴离子盐规模的工夫主动权。戒指现在，我国在全氮阴离子盐规模的商榷水平、制备才调恒久处于全球领跑地位，是全球唯独收场该材料公斤级踏实合成的国度，为后续工业化量产与实战化应用奠定了坚实的基础。

全氮阴离子盐诚然收场了里程碑式的突破，但因为含有非含能的反离子，能量密度照旧被一定进度稀释了。而全氮材料的终极形态，是完全由   N-N   单键集合的三维原子晶体   ——   立方偏转团员氮   cg-N。早在   1985   年，学界就预言了   cg-N   的存在：它的结构访佛金刚石，每个氮原子齐和   3   个相邻氮原子以单键集合，形成三维网状结构，表面能量密度是   TNT   的   10   倍以上。2004   年，德国科学家在   110   万大气压、2000K   的顶点条目下，用金刚石对顶砧初次合成了   cg-N，但它有个致命弱势：只可在高压安装里存在，降压一刹就会理会，根蒂没法取出、保存，更别说量产了。而后的   20   年里，全球科学家齐在尝试把   cg-N   从高压樊笼里自若出来，但恒久没能告捷。直到   2024   年   9   月，中科院合肥物资科学商榷院固体物理商榷所王显龙团队，在《科学领悟》发表重磅论文，文书全球初次在常压下告捷合成踏实的   cg-N，何况收场了浅近高效的宏量制备。王显龙团队历时   4   年攻关，从第一性旨趣琢磨动身，发现   cg-N   常压失稳的中枢原因是名义吊挂键导致的理会，创造性地用钾原子吸附保护   cg-N 名义，大幅擢升了它的常压踏实性。他们用更安全、低本钱的叠氮化钾为先行者体，通过自研的等离子体增强   CVD   安装，不借助任何纳米限域结构，平直在常压下合成出了孤独块体的   cg-N，样品在常温常压下可踏实保存   2   个月以上。实测数据更是飘荡，它的热理会温度高达   488 ℃，和表面瞻望的   477 ℃高度吻合，热踏实性远超统共全氮材料；密度高达   3.401g/cm ³，实测能量密度   10.29kJ/g；同等体积下，能量约为   TNT   的   5   倍，是现役最强炸药 CL-20   的   2.7   倍。紧随其后，2025   年中科院物理所靳常青团队又开荒出   "一锅法"   常压合成   cg-N   的工艺，进一步裁减了制备难度，考据了这项工夫的可调换性。至此，中国透顶管制了团员氮   "只可高压合成、无法常压实用"   的世纪贫困，在第五代炸药赛说念上，收场了实足领跑。

军迷一又友们总可爱存眷坦克、战机、导弹这些   "大件"，但时时忽略了一个中枢事实：炸药，才是统共打击武器的中枢。莫得高能炸药，再先进的导弹，也仅仅个会飞的铁壳子。从   TNT   到   CL-20，前四代炸药的中枢工夫，耐久被西洋国度支配。百年前的中国，连   TNT   齐要靠入口；而今天，咱们一经成为全球唯独同期掌捏   CL-20   大范畴量产、全氮阴离子盐合成、常压团员氮制备三大中枢工夫的国度。这场炸药学的转换，带来的影响是颠覆性的。

百年炸药学的迭代史，内容上等于一部能量的自若史。从   TNT   到立方团员氮，咱们一步步冲破了化学键的镣铐，开释出了氮元素里赋存的超等能量。而这一次，站在能量转换最前沿的，是中国。

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