我团队在《Inorganic Chemistry》(中科院2区,影响因子4.3)发表了题为“Coordination Competition Strategy for Constructing High-Energy Photosensitive Complexes”的研究论文,我团队博士研究生李劲松为第一作者,金波教授和彭汝芳教授为通讯作者,西南科技大学为第一通讯单位。
【研究背景】
激光起爆技术因其高安全性、稳定性和可靠性,成为下一代先进起爆技术的代表。该方法通过红外激光直接起爆含能材料,能量需求低,有利于设备小型化。近红外激光因其成本效益成为最佳光源,但现有高能材料难以满足高能量、高稳定性、低激光阈值及近红外兼容性的要求。因此,开发新型含能材料至关重要。含能配位化合物(ECCs)通过配位化学平衡安全性与能量水平,为高能量密度材料提供了新途径。然而,ECCs中常包含溶剂分子,降低其起爆性能和结构稳定性。因此,我团队采用配位竞争策略,利用辅助配体在不破坏结构的前提下消除溶剂分子,推动无溶剂ECCs的合成与应用。

【工作简介】
我团队成功合成了七种新型含能配位化合物(ECCs),并通过引入富氮辅助配体实现了ECCs结构中溶剂分子的去除,获得了无溶剂的ECCs。其中,无溶剂的ECC-7([Cu?(DNBT)?(4-ATr)?])表现出优异的激光响应性能,其激光点火能量低至11 mJ,点火延迟时间仅为2.31 ms,显著优于商业化B/KNO?(723.2 mJ,160 ms)。能带结构计算表明,ECC-7具有窄带隙(Eg = 0.29 eV),铜金属中心有效提升了光热转换效率,从而增强了激光敏感性并降低了能量需求。此外,通过电荷转移光谱(CTS)计算发现,ECC-5([Co?(DNBT)?(4-ATr)?(H?O)?])在高波数区域表现出强烈的金属到配体电荷转移(MLCT),而ECC-7则表现出配体到金属电荷转移(LMCT)。本研究不仅提出了一种构建光敏ECCs的新方法,还阐明了其光敏性能增强的机制,为高能光敏材料的开发提供了新思路。
文章链接:https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.4c04650