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钙钛矿在含能领域内的又一力作(水货)?——DPPE-1的经验之谈与理论分析
The_integral_of_ix2025/02/26原创 化学 IP:山西
中文摘要
本文通过详细分析DPPE-1的组成和爆轰过程,对其性能和原文的解释提出了质疑。
关键词
无机化学物理化学爆轰理论钙钛矿新型高能材料起爆药

原文:https://doi.org/10.1038/s41467-023-43320-0,

《A promising perovskite primary explosive》

原文是OA的,但是我在最后还会附上原文和补充资料的PDF,方便各位参考

笔者于23年11月注意到这篇发表于Nature Communications(大NC)上的文章。毕竟是nature子刊,普遍认为含金量还是很高的。因此论文发表后学校迅速通过公众号、视频号等对该成果进行了大力宣传,再加之各种营销号的一顿炒作——

总之,赢就对了!

当然这也引起了我的好奇,这个东西究竟怎么样呢?先看原文

合成:

偏高碘酸钠,氯化铵,三乙烯二胺(以下简称dabco),盐酸


20250226_203046.png20250226_203049.png

性能:(重点,计算性能极差,但在实验条件下对RDX的极限药量≤5mg)

1740573285228.png20250226_203053.jpeg

20250226_203054.png

安定性,感度:20250226_203056.jpeg20250226_203057.jpeg

总结一下,按照文献描述,DPPE-1是一款合成简单,起爆力强,感度适中,安定性良好,污染小的起爆药。

然而,根据经验来看,一方面高碘酸根有效含氧量太低,碘元素相对质量很大,但是对能量贡献很低,是“占着茅坑不拉屎”的典型,其余“可燃”组分,NH4,H2dabco等生成焓很低自身分解又不放热,对整体能量贡献很低,总体上看分解放能极低,爆轰过程很可能难以成长。

另一方面,爆轰产物中,含有51.7%的I2单质,I2单质分子量很大,膨胀效率低下,扩散消耗爆轰能量较大从上面的分析可以看出,DPPE-1不应该有这种起爆性能。

浏览这段内容需要 1 学术分内容已隐藏

除此之外

文献在解释起爆能力时,有很大的问题,见下分析

在尝试解释DPPE-1为何具有“如此强的起爆性能”时,原文作者先从电极电势出发,比较了CIO4-和IO4-的氧化能力,二者(酸性标准)电极电势近似,高碘酸根略低于高氯酸根,显然无法解释。

后又计算了(H2dabco)2[Na(NH4)(IO4)6](即本文的DPPE-1)和类似组成的(H2dabco)2[Na(NH4)(ClO4)6](以下简称PPE-Cl)的吉布斯自由能ΔG,DPPE-1的ΔG(-144.95KJ/mol)显著高于PPE-CI的ΔG(-201.98KJ/mol),说明DPPE-1的更加不稳定,由此得到起爆能力强这个结论。

我们认为,这是一个典型的将动力学和热力学混为一谈的问题。确实高ΔG“不稳定”,易自发反应,但是这里的“不稳定”仅仅只是一个趋势,跟速度无关。而爆轰是一个动力学热力学均高要求的过程,不止要“不稳定”,更要速度快。其实高碘的高△G确实解释了一些问题,比如为什么DPPE-1的分解温度只有167℃,远低于PPE-Cl的。但是只单一的用这个量去解释高起爆能力,是极其不合理的。

综上所述,不论是从经验来看还是理论分析,DPPE-1的性能都存在诸多致命疑点。更何况这还是一篇发布在Nature Communications上的文章,理论水平只是这样.......


还搞啥科研啊,洗洗睡吧!

attachment icon高碘钙钛矿起药.pdf1.76MBPDF50次下载预览

attachment iconDPPE-1支持材料.pdf2.21MBPDF54次下载预览


来自:数理化 / 化学严肃内容:预印本
3
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~~空空如也
The_integral_of_ix 作者
3个月4天前 IP:山西
942369

​……“我真傻,真的,”祥林研究员抬起她没有神采的眼睛来,接着说。“我单知道现在的文献水,可没想到Nature也是这样。我一清早起来就开了电脑,拿鼠标点开Nature的主页,想着这可是Nature啊,总该有点真东西吧。我就在旁边读摘要,看图表,心里满怀着期待。可我仔细做实验,没有结果。仔细一看,只见图表花里胡哨,理论分析一塌糊涂,没有我的期待了。我是不会轻易放弃的;各处去一问,果然有问题。我急了,央人出去寻。直到下半天,大家都说,糟了,怕是连Nature也靠不住了。再进去;我果然躺在数据堆里,结论已经都给水得差不多了,手上还紧紧的捏着那只鼠标呢。……” 她接着但是呜咽,说不出成句的话来。 ……

——《祥林研究员》


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评论(1)
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The_integral_of_ix作者
3个月4天前 IP:山西
942370

第一次写这种理论性稍微强一些的帖子,写的有问题的地方请各位多多指教🙏🙏

另外关于上面的评论,只是想表达对这一个文献的调侃,对nature上其他的研究成果并无嘲讽之意。能发nature已经很厉害了🙏🙏🙏


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QQQQQQQ
3个月3天前 修改于 3个月3天前 IP:天津
942375

科研能不能出文章,是一个大佬综合评判学校和人脉的综合因素,比如世界最好的炸药就是RDX,如果单纯只局限与RDX上,呋咱和PETN都显得没有搞的必要,可什么能出文章,就是要新颖+科研关系才行。一个RDX就能把所有的高能炸药写尽,因为再也没有任何新化合物能超过RDX,可是我们总需要一个多元的社会,RDX质量威力最大似乎掌握的等密度猛度的钥匙,但我们需要有20,有DDF 来使得火炸药更加丰富。如果娱乐,有RDX和泰恩足矣。


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