2017年1月27日，南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成的世界首个全氮阴离子盐，只可惜这种物质的合成条件比较苛刻，而且该物质在常温常压下稳定性也比较差，短期内根本无法实际应用。然而，最近我国的科研团队却出人意料地解决了全氮物质的合成难题，科幻小说中提到的“N2爆弹”竟然已经变成现实。 6park.com


我国在世界上率先合成在常温常压下能够稳定存在的全氮类高能物质
9月27日，在国际专业杂志《科学进展》发表了一篇名为《Free-standing
 cubic gauche nitrogen stable at 760 K under ambient 
pressure》的学术文章，翻译成中文就是：常压下、760K下能够保持稳定的自由立方聚合氮。

文章提到，中国科学院合肥物理科学研究院一个研究小组从第一性原理出发，采用叠氮化钾为前驱体，基于自主研建的等离子体增强化学气相沉积装置，经过4年的攻关，终于在常压下成功合成了高能量密度材料立方聚合氮(cg-N)，并且可以简单高效地大量制备。测试结果显示，立方聚合氮（简称立方氮）的热分解温度为488℃，与理论预测的477℃相符；密度高达3.401g/cm³，能量密度为10.29kJ/g。理论上，同等体积，它的能量约为TNT的5倍左右。 6park.com


立方氮是一种高能物质，化学成分只含氮元素，分解时只会产生氮气，堪称绝对环保无污染。在立方氮面前，一度封神的全氮阴离子盐也只能算半成品。
这次关于立方氮的研究突破具备革命性意义
以往在合成高能物质时，哪怕是在合成条件、合成效率、常温常压下稳定性、能量密度等任何一方面取得突破，都已经算得上重大突破，而此次突破却是多方面同时突破，堪称革命性。

一是本次成果在合成难度、合成效率、稳定性等方面均有革命性突破

以往高能物质的合成条件往往十分苛刻，例如合成金属氮，需要极端高压。此外，以往合成的高能物质，往往十分不稳定，怕撞击、容易自燃、自爆等。事实上，全氮类物质早就被人类造出来了，但却因为合成条件苛刻、物质稳定性差等原因，一直停留在实验室阶段，无法实用。此次研究突破的最大亮点在于它的合成条件比较简单，研究团队采用等离子体增强化学气相沉积装置在常压下就能高效合成立方氮。最难能可贵的是，这种立方氮的热分解温度达到488℃，常压下也能稳定存在。也就是说这种高能物质，在常温常压下十分稳定。这意味着我国很快就能量产立方氮，而且成本不高。 6park.com

二是本次成果将给军事工业、航空航天产业带来革命性变革

资料显示，TNT能量密度为4.184kJ/g，而大名鼎鼎的CL20能量密度也只有6.23kJ/g，本次合成出的立方氮能量密度却高达10.29kJ/g，是TNT的2.46倍，CL20的1.65倍。比起能量密度，对于炸药来说，同等体积下的能量更为重要。CL20密度为2.055g/cm³，每立方厘米含能12.8kJ，而立方氮每立方厘米含能高达34.5kJ，立方氮的单位体积能量达到CL20的2.73倍左右，TNT的5倍左右。 6park.com

我们可以把立方氮看成一个超强储能罐，其储备的能量是普通储能罐的5倍，当储能罐突然破裂，由于压力和温度更高，其爆炸威力将极其恐怖。目前尚不清楚本次合成的立方氮爆速，但理论研究表明，全氮类高能物质的爆速可达到14000m/s以上。
如此恐怖的爆速指标将给军事工业、航空航天产业带来革命性变革。今后所有弹药同等装药量的前提下，威力、射程将再次飙升，使用这种物质作为燃料的火箭发动机理论比冲将有望达到500s。目前固体火箭发动机的比冲很难超过300S，即便是理论比冲最高的全流量氢氧发动机，比冲也很难超过500S。今后这种立方氮一旦量产，并广泛应用，必将引发军事工业、航天产业革命。 6park.com

本次研究成果难能可贵的地方在于合成难度低、物质稳定性高、物质能量密度极高、物质单位空间含能极高等，必将给世界带来极其深远的影响，堪称诺贝尔奖级成果。

尽管这项成果意义十分重大，但考虑到这类重大科研突破将深刻改变世界，建议不要马上拿到国际顶级期刊、杂志发表，而应该严格保密，直到外国也有类似技术突破才能对外公开。