主客体化学能够利用分子尺寸匹配的设计原则，具有设计和搜索新型功能材料的应用前景。目前伴随交叉领域的快速发展，将亚稳态的高能量客体分子组装到结构材料的方式为发展新型高能材料提供机会。

有鉴于此，北京理工大学庞思平、尹平、爱达荷大学Jean’ne M. Shreeve等报道通过筛选不同尺寸高氮含量的氮唑分子组装在氢键羟铵骨架材料HHF（hydrogen-bonded hydroxylammonium frameworks）内。

本文要点

（1）

由于敏感性高能量客体分子与氢键羟铵骨架材料HHF之间的尺寸匹配效应，能够将高能量客体分子以密堆积方式排列在HHF内部，而且改善HHF的层状结构，因此提高材料在受到外部刺激作用的稳定性。

（2）

从分子晶体角度来看，羟胺作为氢键供体与缺电子官能团之间形成氢键网络，因此产生更好的敏感度和分子堆叠系数，组装在羟胺多孔结构中的富含N原子客体分子能够避免敏感性官能团之间相互接近。更加重要的一点是，羟胺氢键框架材料具有层状结构，从而使得TATB等含能分子以较好的堆叠系数，而且通过π-π相互作用使得TATB降低外部机械刺激的机械敏感性。

（3）

通过理论计算这种主客体材料的爆震特性和机械敏感性，发现HHF使得呈现较好的能量性能和分子稳定性（爆震速度=9286 m s^-1，撞击感度=50 J）。这项工作说明HHF材料的尺寸匹配作用能够用于构建下一代的新型含能材料。

参考文献

Lai, Q., Pei, L., Fei, T. et al. Size-matched hydrogen bonded hydroxylammonium frameworks for regulation of energetic materials. Nat Commun 13, 6937 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-34686-8

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34686-8