理论设计的高能化合物：八硝基八棱柱与八硝基八氮杂八棱柱

"高能密度化合物的理论研究，田萌，迟伟杰，李全松，李泽生。本文报道了理论设计的两个高能化合物——八硝基八棱柱（ONOP）和八硝基八氮杂八棱柱（ONOAP），通过密度泛函理论进行研究，探讨其爆炸性能、热力学稳定性和感度。" 高能密度化合物是化学和材料科学领域的关键研究对象，主要用于军事、航空航天和能源存储等领域。田萌、迟伟杰、李全松和李泽生的这篇论文关注的是通过理论方法设计的新颖高能化合物——ONOP和ONOAP。这两种化合物是基于八棱柱结构的多硝基衍生物，具有高能量释放潜力。 密度泛函理论（DFT）是一种在量子化学中广泛使用的计算方法，用于预测分子的电子结构和性质。在这项研究中，B3LYP/6-31G(d, p)是选择的计算模型，它结合了B3LYP交换相关泛函和6-31G基组，以精确描述分子的电子分布和反应动力学。 研究表明，ONOP和ONOAP具有极高的生成热和燃烧焓，这意味着它们在燃烧或爆炸过程中可以释放大量能量。其爆炸速度分别达到10.87 km/s和11.24 km/s，爆炸压强分别为53.70 GPa和60.70 GPa，这些数值均优于常见的高能材料如HMX（环四氢咪唑四硝胺）和RDX（六硝基六氮杂异伍兹烷）。这表明ONOP和ONOAP可能作为潜在的高性能炸药。 在热力学稳定性方面，这两个目标化合物相对于HMX和RDX显示出更好的性能，意味着它们在储存和处理时可能更加安全。此外，尽管ONOP和ONOAP的能量密度很高，但其感度与HMX和RDX相当，保证了它们在实际应用中的可控性。 这篇论文的目的是为新型高能分子的设计提供理论指导，通过计算化学的方法筛选出具有优异性能的化合物，这有助于推动高能材料领域的发展。关键词涵盖了物理化学、高能材料、爆炸性能、稳定性、感度和密度泛函理论，体现了该研究的科学价值和实际应用前景。 这篇论文的贡献在于利用先进的计算方法预测并分析了两种新型高能化合物的特性，为未来实验合成和实际应用提供了理论基础。这种理论设计与计算的方法在高能材料的研究中具有重要的指导意义，有助于开发更高效、更安全的能源和推进剂。