含能快遞

香港城市大學(xué)開發(fā)了基于氧化石墨烯/納米含能配位聚合物的含能薄膜用于瞬態(tài)微芯片

瞬態(tài)微芯片在數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。制造工藝和瞬態(tài)時間是制約瞬態(tài)微芯片的兩個關(guān)鍵。香港城市大學(xué)張開黎教授等人開發(fā)了基于含能薄膜的瞬態(tài)微芯片。基于氧化石墨烯?含能配位聚合物的含能薄膜因其固有的成膜能力、與基底強(qiáng)的結(jié)合力和高能量特性，在集成瞬態(tài)微芯片的工藝和實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)時間方面發(fā)揮了重要作用。氧化石墨烯（GO）的層間限域效應(yīng)可降低含能配位聚合物（ECP）的尺寸至納米尺度。GO 片層之間的范德華力及其與金屬離子之間的配位鍵是實(shí)現(xiàn)其成膜能力的關(guān)鍵。而ECP 尺寸的減小和致密的堆疊進(jìn)一步為含能薄膜的燃燒和壓力輸出提供了基礎(chǔ)。當(dāng)GO 的含量為7.5%，放熱高達(dá)3389.9 J·g-1、火焰面積最大、峰值壓力（3 MPa）和增壓速率（40.3 MPa·s-1）最高。所制備的硅基瞬態(tài)微芯片能夠在1 秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)自毀。

源自：X X Ma，S Gu，Y X Li，et al. Additive?Free Energetic Film Based on Graphene Oxide and Nanoscale Energetic Coordination Polymer for Transient Microchip. Adv. Funct. Mater. 2021，2103199

中國工程物理研究院制備并研究了梯度結(jié)構(gòu)HMX/Al 復(fù)合材料及其燃燒性能

將鋁（Al）添加到炸藥中，利用鋁的二次反應(yīng)是提高能量輸出的有效方法。中物院化材所提出從組分梯度化分布的思路，以HMX/Al 為對象，借助3D 打印技術(shù)構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)的HMX/Al。結(jié)果表明，可以通過改變組分比例來控制燃燒速率，且梯度結(jié)構(gòu)HMX/Al 的燃燒速率高于宏觀均勻化的HMX/Al，其藥柱，壓力?時間演化隨組分梯度化分布而變化。

源自：Q Q He，J Wang，Y F Mao，et al. Fabrication of gradient structured HMX/Al and its combustion per?formance. Combust Flame 2021，226，222-228.

美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室研究了快速加熱條件下硼鋁熱劑的釋能特性

硼（B）由于其高重量和體積能量密度成為一種很有前景的含能材料燃料。美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室使用高能激光誘導(dǎo)沖擊（LASEM）技術(shù)、彈式量熱法和差示掃描量熱法（DSC）研究比較了B?鋁熱劑混合物的早期反應(yīng)過程，B 在鋁熱劑中與CuO 和Bi2O3的混合物能增強(qiáng)點(diǎn)火和燃燒性能。闡明了在極高加熱速率下，B/金屬氧化物在微秒級和毫秒級上的化學(xué)反應(yīng)差異。燃燒峰值時間遵循趨勢B/CuO/Bi2O3

源自：J L Gottfried，E R Wainwright，S Huang，et al. Probing boron thermite energy release at rapid heating rates. Combust Flame 2021，231，111491.

斯坦福大學(xué)通過硼顆粒功能化提高硼/聚合物復(fù)合材料的機(jī)械和燃燒性能

固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)（SFRJ）的發(fā)展需要具有優(yōu)異機(jī)械和燃燒性能的固體燃料。當(dāng)前固體燃料是由高能粒子（B）和聚合物粘合劑（例如羥基封端的聚丁二烯（HTPB））組成。硼表面和HTPB極性相反導(dǎo)致B 在HTPB 內(nèi)的分散性較差。斯坦福大學(xué)用非極性油酰氯對B 顆粒進(jìn)行表面功能化大大改善了B 在HTPB 中的分散。定量可視化表征了B 的分散，并分析評估B 粒子/HPTB 的相互作用。表面功能化的B 粒子可以均勻地分散在HTPB 中，最高可達(dá)40 wt%。表面功能化的B（40 wt%）/HTPB 比原始B（40 wt%）/HTPB 的楊氏模量高63.3%，拉伸強(qiáng)度增高87.5%，韌性增高16.2%，燃燒熱增高16.8%。

源自：Y Jiang，N E D Yilmaz，K P Barker，et al. Enhancing Mechanical and Combustion Performance of Boron/Polymer Composites via Bo?ron Particle Functionalization. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021，13，28908-28915.

美國加州大學(xué)利用原位觀察微觀燃燒研究了碳纖維增強(qiáng)高負(fù)載納米鋁熱劑的燃燒傳播

作者將碳纖維通過簡單的擠出直寫技術(shù)嵌入到90%負(fù)載的Al/CuO 納米鋁熱，形成棒狀的復(fù)合物。僅添加約2.5%的碳纖維，燃燒速率和熱通量就提高了約2 倍。碳纖維攔截了燃燒表面附近噴出的熱團(tuán)聚體，增強(qiáng)了對未反應(yīng)材料的熱傳導(dǎo)和補(bǔ)償。

源自：H Y Wang，D J Kline，M C Rehwoldt，et al. Carbon Fibers Enhance the Propagation of High Loading Nanothermites：In Situ Observation of Microscopic Combustion. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021，13，30504?30511.