International Journal of Molecular Sciences：典型含能材料撞击感度的微观机制：从电子结构到振动特性。

我团队在《International Journal of Molecular Sciences》（中科院3区，影响因子4.9）发表了题为“Microscopic Mechanism of Impact Sensitivity in Typical Energetic Materials: From Electronic Structure to Vibration Characteristics ”的研究论文，我团队硕士研究生向宇戈为第一作者，金波教授与郭志成副教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

含能材料在国防及民用领域应用广泛，但其在储运过程中易因意外刺激发生爆炸，故安全性能成为核心关注指标。感度用于评估含能材料在外界刺激下爆炸的难易程度，其中撞击感度的微观机制尤为关键。目前，“热点理论”与“声子上泵浦理论”是解释该机制的经典理论框架。声子特性及声子-分子振动耦合被认为与撞击感度密切相关，相关研究已尝试通过带隙、态密度、门模式等参数建立理论模型来评估感度高低。然而，现有研究对于撞击作用下含能材料内部化学键断裂及能量传递的根本机制仍缺乏统一认识，部分实验与理论预测甚至存在矛盾（如相变导致感度变化未达预期）。因此，从电子结构与振动特性相结合的微观层面，深入阐明撞击感度的形成机制，对于指导高能降感材料的设计与安全性评估具有重要的理论价值和现实意义。

【工作简介】

本研究利用第一性原理计算，比较了TATB与LLM-105的电子结构及晶格动力学。优化结构与实验数据吻合良好。结果显示，两者均为间接带隙半导体，但LLM-105带隙更小且具有局域的硝基反键导带态，使其更易激发触发键；TATB则带隙更大、导带态更离域，电子敏感性更低。声子分析表明，LLM-105在200–700 cm?1区域拥有更密集的硝基门模式及更强的振动局域性，有利于能量集中；而TATB声子色散更宽、参与比更高且氢键网络更广，促进了能量离域化与结构稳定性。综上，撞击感度受电子可激发性与振动能量局域化耦合控制。该电子-振动双重模型为设计低感材料提供了依据：具备大带隙、离域反键态、弱门模式局域化及强能量离域途径的材料，有望实现更低感度。

文章链接：https://doi.org/10.3390/ijms27072955