多家媒體報(bào)道北理工“CL-20”如何征服世界炸藥“最高峰”
發(fā)布日期：2016-04-26 供稿：中國青年報(bào) 編輯：新聞中心 趙琳 審核：王征 閱讀次數(shù)：
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通訊員 王征 和霄雯 中國青年報(bào)·中青在線記者 諸葛亞寒 《 中國青年報(bào) 》（2016年04月26日11 版）
時(shí)隔14年,，一項(xiàng)名為“CL-20”的火炸藥研究項(xiàng)目再次出現(xiàn)在公眾視野中,。
這一研究項(xiàng)目曾于2001年憑借其重大原始理論創(chuàng)新獲得國防科工委科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。今年年初,，它又憑借其工程化的重大貢獻(xiàn)斬獲2015年度國防科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),。
獲獎(jiǎng)的“CL-20”炸藥,，是目前已知能夠?qū)嶋H應(yīng)用的能量最高、威力最強(qiáng)大的非核單質(zhì)炸藥,。
這型學(xué)名為六硝基六氮雜異伍茲烷的炸藥,，爆轟速度高達(dá)9500米/秒,，被稱為“第四代炸藥”，也被譽(yù)為“突破性含能材料”,，是一種劃時(shí)代的全新高爆軍用炸藥,，在世界火炸藥學(xué)界享有盛名。
更重要的是,，這型炸藥的誕生,，為包括導(dǎo)彈、核裝置等一批武器裝備的效能提升,、小型化帶來了新的發(fā)展契機(jī),。
獲獎(jiǎng)的“新一代含能材料研究及其工程化”項(xiàng)目由被稱為中國火炸藥“國家隊(duì)”的北京理工大學(xué)牽頭完成?！癈L-20工程化”的獲獎(jiǎng),，也標(biāo)志著北京理工大學(xué)火炸藥學(xué)科歷盡30余年將這座世界炸藥的“最高峰”徹底征服。
火炸藥的發(fā)展歷經(jīng)了4個(gè)階段,。目前國際通行的說法,，是以炸藥爆炸時(shí)爆轟波的傳播速度作為標(biāo)準(zhǔn)，將炸藥分為四代,。
第一代炸藥是由諾貝爾發(fā)現(xiàn)的“硝化甘油”,，第二代炸藥是在二戰(zhàn)中發(fā)揮了極大作用的三硝基甲苯（代號(hào)TNT）。TNT是通過人工有機(jī)合成的烈性炸藥,，其爆炸能力足夠強(qiáng),，性質(zhì)穩(wěn)定，可用于機(jī)關(guān)火炮的密集火力射擊,，使得戰(zhàn)爭殘酷性大為提高,，直到現(xiàn)在仍大量使用。
而第三代炸藥黑索金產(chǎn)生于二戰(zhàn)之后,，它的爆轟速度達(dá)到8500~8600米/秒,，用于多管火箭重炮的規(guī)模壓制打擊，能大規(guī)模提高武器的威力和射程,；其次是爆轟速度達(dá)到9000米/秒的奧克托金,，它的撞擊感度比TNT略高，容易起爆,，安定性較好,、綜合性能高，在海灣戰(zhàn)爭中,，用于遠(yuǎn)程火箭導(dǎo)彈的非接觸不對(duì)稱作戰(zhàn),。
上世紀(jì)70年代末，由于始終未能有新的炸藥撼動(dòng)奧克托金作為世界高能炸藥“王牌”的領(lǐng)先地位,，高能炸藥的合成陷入低谷,。
曾經(jīng)為“兩彈一星”工程作出重要貢獻(xiàn)的炸藥專家于永忠教授也面臨同樣的困惑,。在反復(fù)思索中，他拋棄傳統(tǒng)研究思路,，將目光聚焦于單質(zhì)炸藥材料本身,，聚焦于材料的分子結(jié)構(gòu)，大膽地提出將炸藥材料分子結(jié)構(gòu)由平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)改變?yōu)榛\型結(jié)構(gòu),，將多硝基籠形化合物作為新的研究方向,。
這一“二維”到“三維”的創(chuàng)新理論，為單質(zhì)炸藥研究帶來飛躍性提升,。于永忠于1979年在國際上首先合成出具有籠形結(jié)構(gòu)的單質(zhì)炸藥797#,，驗(yàn)證了籠形高密度材料理論的可行性，并提出把797#的4個(gè)氧原子轉(zhuǎn)化為4個(gè)N-NO2,，即為后來國際通行的代號(hào)CL-20,。
1984年，于永忠在花甲之年來到北京工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)北京理工大學(xué)）擔(dān)任博士生導(dǎo)師,。10年之后,，于永忠成功在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了CL-20的樣品合成。
“CL-20是三維立體的籠狀結(jié)構(gòu),，其制作工藝難度可想而知,。由于北理工在含能材料領(lǐng)域的長期積淀，我們硬是自己做出來了,?！北崩砉げ牧蠈W(xué)院教授譚惠民說。
然而驗(yàn)證理論僅僅開啟了學(xué)校CL-20研制事業(yè)的第一步,，鑒于國內(nèi)外合成的CL-20成本很高,，影響其廣泛應(yīng)用，更大的挑戰(zhàn)是如何尋找到最佳的合成方法,。
為了破解這個(gè)難題,，北理工歐育湘、趙信岐等專家開始了對(duì)CL-20合成工藝的探索,。最終開發(fā)出了多條具備實(shí)用價(jià)值的“CL-20”合成工藝路線,，其中TAIW基等合成路線屬國際首創(chuàng)，并實(shí)現(xiàn)了“CL-20”材料1公斤級(jí)的合成能力,。這一突破使北理工成為全國研究單位“CL-20”材料的“供應(yīng)商”。
取得了階段性成果后,，老一輩火炸藥專家也因年事漸高逐漸退出了科研一線,，然而CL-20的研究事業(yè)并沒有停頓。以龐思平教授為代表的新一代火炸藥人扛起了沉甸甸的責(zé)任,。龐思平自學(xué)生時(shí)代即參加CL-20的研究工作,，2002年博士畢業(yè)后留校任教,，繼續(xù)從事CL-20及相關(guān)研究。
而后,，為了最大程度提高炸藥的能量水平,，將高能炸藥的能量密度、爆速,、猛度,、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等各類指標(biāo)提升到一個(gè)全新的高度，龐思平及其團(tuán)隊(duì)對(duì)籠形結(jié)構(gòu),，多氮雜結(jié)構(gòu)的合成方法及儲(chǔ)能原理深入研究,，提出了籠形高能量密度材料新概念及原理，突破了傳統(tǒng)平面高能材料能量難以提高的瓶頸,。
龐思平團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在了《Angew》《Chem》等國際著名期刊上,。2013年，《Chemistryword》在專題報(bào)道中提到“含能材料發(fā)展面臨高能量與低感度的矛盾,，中國的科學(xué)家通過設(shè)計(jì)并合成具有剛性的三維立體骨架結(jié)構(gòu)的含能材料成功解決了這一挑戰(zhàn)”,。美國國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)芦@得者Shreeve對(duì)其評(píng)價(jià)稱：“三維籠型含能材料的概念為發(fā)展新一代高性能炸藥的發(fā)展提供新的思路?！?br />
從于永忠成功合成樣本,、趙信岐等多個(gè)課題組創(chuàng)新探索多條先進(jìn)合成工藝路線、歐育湘實(shí)現(xiàn)1公斤級(jí)合成能力到最終解決工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),，再到近年來設(shè)計(jì)合成具有剛性的三維立體骨架結(jié)構(gòu)的含能材料……
當(dāng)21世紀(jì)進(jìn)入了第二個(gè)10年,，CL-20在生產(chǎn)領(lǐng)域的問題被逐一解決，自此CL-20項(xiàng)目在經(jīng)過32年的研究之后,，終于由理論創(chuàng)新,，化作對(duì)中國國防力量提升實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)。北理工也實(shí)現(xiàn)了“做中國自己的炸藥,，做世界最棒的炸藥”的夢(mèng)想,。
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