香港城市大學開發(fā)了基于氧化石墨烯/納米含能配位聚合物的含能薄膜用于瞬態(tài)微芯片

瞬態(tài)微芯片在數(shù)據(jù)安全和隱私保護方面具有廣闊的應用前景。制造工藝和瞬態(tài)時間是制約瞬態(tài)微芯片的兩個關鍵。香港城市大學張開黎教授等人開發(fā)了基于含能薄膜的瞬態(tài)微芯片?；谘趸?含能配位聚合物的含能薄膜因其固有的成膜能力、與基底強的結(jié)合力和高能量特性，在集成瞬態(tài)微芯片的工藝和實現(xiàn)快速瞬態(tài)時間方面發(fā)揮了重要作用。氧化石墨烯（GO）的層間限域效應可降低含能配位聚合物（ECP）的尺寸至納米尺度。GO 片層之間的范德華力及其與金屬離子之間的配位鍵是實現(xiàn)其成膜能力的關鍵。而ECP 尺寸的減小和致密的堆疊進一步為含能薄膜的燃燒和壓力輸出提供了基礎。當GO 的含量為7.5%，放熱高達3389.9 J·g-1、火焰面積最大、峰值壓力（3 MPa）和增壓速率（40.3 MPa·s-1）最高。所制備的硅基瞬態(tài)微芯片能夠在1 秒內(nèi)實現(xiàn)自毀。

源自：X X Ma，S Gu，Y X Li，et al. Additive?Free Energetic Film Based on Graphene Oxide and Nanoscale Energetic Coordination Polymer for Transient Microchip. Adv. Funct. Mater. 2021，2103199

中國工程物理研究院制備并研究了梯度結(jié)構(gòu)HMX/Al 復合材料及其燃燒性能

將鋁（Al）添加到炸藥中，利用鋁的二次反應是提高能量輸出的有效方法。中物院化材所提出從組分梯度化分布的思路，以HMX/Al 為對象，借助3D 打印技術(shù)構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)的HMX/Al。結(jié)果表明，可以通過改變組分比例來控制燃燒速率，且梯度結(jié)構(gòu)HMX/Al 的燃燒速率高于宏觀均勻化的HMX/Al，其藥柱，壓力?時間演化隨組分梯度化分布而變化。

源自：Q Q He，J Wang，Y F Mao，et al. Fabrication of gradient structured HMX/Al and its combustion per?formance. Combust Flame 2021，226，222-228.

美國陸軍研究實驗室研究了快速加熱條件下硼鋁熱劑的釋能特性

硼（B）由于其高重量和體積能量密度成為一種很有前景的含能材料燃料。美國陸軍研究實驗室使用高能激光誘導沖擊（LASEM）技術(shù)、彈式量熱法和差示掃描量熱法（DSC）研究比較了B?鋁熱劑混合物的早期反應過程，B 在鋁熱劑中與CuO 和Bi2O3的混合物能增強點火和燃燒性能。闡明了在極高加熱速率下，B/金屬氧化物在微秒級和毫秒級上的化學反應差異。燃燒峰值時間遵循趨勢B/CuO/Bi2O3

源自：J L Gottfried，E R Wainwright，S Huang，et al. Probing boron thermite energy release at rapid heating rates. Combust Flame 2021，231，111491.

斯坦福大學通過硼顆粒功能化提高硼/聚合物復合材料的機械和燃燒性能

固體燃料沖壓發(fā)動機（SFRJ）的發(fā)展需要具有優(yōu)異機械和燃燒性能的固體燃料。當前固體燃料是由高能粒子（B）和聚合物粘合劑（例如羥基封端的聚丁二烯（HTPB））組成。硼表面和HTPB極性相反導致B 在HTPB 內(nèi)的分散性較差。斯坦福大學用非極性油酰氯對B 顆粒進行表面功能化大大改善了B 在HTPB 中的分散。定量可視化表征了B 的分散，并分析評估B 粒子/HPTB 的相互作用。表面功能化的B 粒子可以均勻地分散在HTPB 中，最高可達40 wt%。表面功能化的B（40 wt%）/HTPB 比原始B（40 wt%）/HTPB 的楊氏模量高63.3%，拉伸強度增高87.5%，韌性增高16.2%，燃燒熱增高16.8%。

源自：Y Jiang，N E D Yilmaz，K P Barker，et al. Enhancing Mechanical and Combustion Performance of Boron/Polymer Composites via Bo?ron Particle Functionalization. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021，13，28908-28915.

美國加州大學利用原位觀察微觀燃燒研究了碳纖維增強高負載納米鋁熱劑的燃燒傳播

作者將碳纖維通過簡單的擠出直寫技術(shù)嵌入到90%負載的Al/CuO 納米鋁熱，形成棒狀的復合物。僅添加約2.5%的碳纖維，燃燒速率和熱通量就提高了約2 倍。碳纖維攔截了燃燒表面附近噴出的熱團聚體，增強了對未反應材料的熱傳導和補償。

源自：H Y Wang，D J Kline，M C Rehwoldt，et al. Carbon Fibers Enhance the Propagation of High Loading Nanothermites：In Situ Observation of Microscopic Combustion. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021，13，30504?30511.