高能材料在采矿和国防中发挥重要作用，但与许多化学品一样，几乎总是因水合物的存在而受到影响。通常，水合结晶水的去除涉及较长的加热时间或大量的抗溶剂。由于晶体结构的坍塌，导致脱水样品的能量密度和其它特性不理想。近日，爱达荷大学Jean’ne M. Shreeve，哈尔滨工业大学Jiaheng Zhang等报道了水溶液中TNBI二水合物和TANPDO一水合物前驱体的快速自组装获得高能共晶体 TNBI-TANPDO (TNBI, 4,4′,5,5′-tetranitro-2,2′-bi-1H-imidazole; TANPDO, 2,4,6-triamino-5-nitropyrimidine-1,3-dioxide）。

本文要点：      

1）受益于TNBI和TANPDO之间通过替换其前驱体中的晶体H₂O分子形成的新型强氢键合成子，TNBI-TANPDO表现出几乎所有高能材料所需的特性，包括更高的密度（1.89 g cm^-3 ，室温下）、更高的热稳定性（275°C）和相对于两种前驱体在水中更低的溶解度（21 mg/100 mL）。

2）此外，TNBI-TANPDO对机械刺激不敏感，但具有出色的爆轰性能（Dv = 8,648 m s^-1，P = 33.17 GPa）。这些理想的特性使TNBI-TANPDO成为一种极有前景的不敏感高能炸药。

该工作为消除晶体水合H₂O提供了新的思路，并可以在此基础上制备出一系列性能优良的高能共晶。

JichuanZhang, et al. Synthesis of a high-energy-density material through rapid replacement of crystal water of hydrates. Chem, 2022

DOI: 10.1016/j.chempr.2022.06.007

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.06.007