Inorganic Chemistry：基于π-π共轭构建红外光敏含能材料

我团队在《Inorganic Chemistry》（中科院1区，影响因子4.6）发表了题为“Construction of Infrared Photosensitive Energetic Materials Based on π-π Conjugation”的研究论文，我团队博士研究生李劲松为第一作者，金波教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

激光点火相较于传统点火方式（机械摩擦、电火花、热丝等）具有单色性好、可控性高、抗电磁干扰等优势，在含能材料安全起爆领域潜力巨大。然而，常规含能材料对近红外（NIR）激光（尤其是808 nm波段）响应微弱，制约了激光起爆技术的实用化。向含能材料中添加高吸光添加剂（如炭黑、石墨烯、纳米金属）虽可提升光敏性，但易团聚或惰性。含能配位化合物（ECCs）凭借结构可调、电荷转移通道丰富等特性，为设计红外光敏材料提供了新思路。

【工作简介】

本研究以高氮配体Az-BTz（1,2-二(2'H-[1,5'-联四唑]-5-基)二氮烯）与Pb(II)为构筑单元，通过调控反应条件成功合成了两种ECCs：ECC?1（[Pb(Az?BTz)(H₂O)₃]_n）和ECC?2（[Pb(Az?BTz)(NO₃)(H₂O)₂]?）。晶体结构分析表明，两者均存在显著的π-π堆积作用。尽管ECC-1的光吸收红移更为明显，但其配位水分子恶化了氧平衡，且未能覆盖808 nm波段；而ECC-2因引入硝酸根阴离子，不仅优化了氧平衡、窄化了能带隙（提升光热转换效率），还降低了热分解温度（183.22 ℃），从而加速了起爆响应。激光起爆实验证实，ECC-2在1.02 ms内响应，起爆能量低于5 mJ，并能成功引爆次级炸药HMX，在5 mm厚铅板上留下Φ=13.8 mm的穿孔。高速摄影显示其经历了清晰的燃烧转爆轰（DDT）过程。本研究揭示了分子结构与组成调控激光起爆性能的关键作用，ECC-2有望用于安全、高效、可靠的激光起爆系统。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6c00897