全氮陰離子鹽占領超高能含能材料制高點！看看胡炳成教授本人都說了些什么？
1月27日，正值中國農歷新年，在陣陣爆竹聲中中國科研人員在國際含能材料領域也發出新年最強音！南京理工大學化工學院胡炳成教授團隊成功合成世界首個全氮陰離子鹽，該研究被刊登在國際頂級期刊Science上，與此同時，該研究成果也意味著中國材料科研人員占領了新一代超高能含能材料研究國際制高點。
在各界都在關注這一突破性成果的時，材料人網在第一時間為大家采訪到了胡炳成教授本人，看看他對全氮陰離子鹽及科研都說了些什么？
【關于全氮陰離子鹽】
材料人網：全氮陰離子鹽在制備過程中是否非常危險，都會遇到哪些困難？這一物質的出現是否具有潛在的爆炸性？
胡炳成教授：全氮陰離子鹽在此以前從未被合成出來過，關于它的物化性質都是未知的，因此，我們在實驗過程中都是格外小心，嚴格控制合成的量，其最大的困難就是五元氮環不穩定，即使很弱的氧化劑也能造成其分解。正如我們在文章中論述的那樣，Fe3+都能造成氮氮鍵的斷裂，這也是國內外科學家們一直未能切斷C-N鍵而保持五元氮環的完整性的原因。我們團隊一直堅持從事該化合物的合成研究，經歷了成千上百次的失敗，才合成得到全氮陰離子鹽。在歷經數年的研究中，我們一直按照學校和學院的安全教育指示，整個研究過程中并未出現過類似爆炸的情況，但不排除全氮陰離子鹽不具備潛在的爆炸性。
材料人網：目前已知的TNT爆炸溫度達200℃以上，而看報道中提到該穩定全氮陰離子鹽分解溫度高達116.8 ℃，很想知道在該溫度下全氮陰離子鹽作為炸藥的引爆機制是什么？是否能保證引爆前全氮陰離子鹽不分解？
胡炳成教授：如果讀者認真讀了science這篇文章，不難發現全文未提全氮陰離子鹽能夠爆炸，以及作為威力較高的爆炸物。從基礎研究的角度，我們的目的就是合成出這個人們夢寐以求的五元氮環-也稱五唑陰離子，它不僅是科學家們所說的高能量密度含能材料全氮化合物，也是唑類家族中的最后一員。因為它從未被穩定下來，所以國內外都比較關注。如果一定要把全氮陰離子鹽當作爆炸物，并且和TNT相比，我們認為后面的路還很長，科學的研究任道重遠。目前如果我們談論引爆機制等還為時過早，不切合實際。
材料人網：全氮陰離子鹽與之前美國合成的全氮陽離子（N5＋）鹽相比有什么優勢？例如在合成方面，在實際應用方面，在引爆機制方面等。
胡炳成教授：在全氮陰離子鹽中N5ˉ離子呈環狀結構，五個氮原子上的電子離域共軛而使N5ˉ離子環具有一定的芳香性，而之前美國合成的全氮陽離子N5＋是鏈狀的，因此，全氮陰離子的穩定性好于全氮陽離子。
在合成方面全氮陰離子鹽具有實驗操作簡單，所用原料都很安全，不存在毒性和腐蝕性，而全氮陽離子的合成需要使用毒、腐蝕性大的氫氟酸。
談到實際應用，不得不提的是，當年全氮陽離子（N5＋）被報道后，國內外科學家都在期望五唑陰離子（N5ˉ），因為理論預測N5＋N5ˉ有可能穩定存在。如果在這個方面能成功組裝，全氮化合物就離我們很近了。
材料人網：這種物質能否批量合成，現階段在走向實際應用還需要解決什么問題？
胡炳成教授：從基礎研究到工業化批量生產，不僅是合成技術還需配套的裝備，沒實現之前都需一步一步向前推進。現階段，該全氮陰離子鹽無論從結構還是性能，都不適合作為含能材料，但卻是將來應用最根本的基礎。后續還需要對其結構多樣化和綜合性能進行深入研究，使其成為真正意義上的“含能材料”。
材料人網：如果這種潛在的炸藥的確如某些媒體描述的那樣炸后無污染，它的引爆物質是否有污染性？合成過程是否有污染性？
胡炳成教授：某些媒體描述的炸后無污染也是全氮化合物作為新型含能材料的優勢之一，因為論文報道的全氮陰離子鹽目前還不具備作為含能材料的條件，所以對于關注引爆物質是否有污染性以及合成過程是否有污染性還不好下定性的結論。
【關于科研】
材料人網：您目前的領域是什么？
胡炳成教授：目前我的研究領域包括：全氮離子鹽及多硝基多氮雜環含能化合物的合成和應用；天然環狀四吡咯化合物的合成和應用；化學工程及化工工藝的研究與設計。
材料人網：請問您是在怎樣的背景下決定多氮雜環及環狀四吡咯化合物的合成和應用這個研究方向的呢？
胡炳成教授：多氮雜環化合物作為高能量密度材料的典型代表，具有高密度，高爆轟性能等優點，一直是世界各國學者的研究重點，基于我校的軍工背景，我們一直在為我國軍事工業開發新的高能量密度材料及其制備工藝奮斗著。環狀四吡咯化合物構成的金屬卟啉化合物是高效、綠色、節能的仿生催化劑，在有機合成、催化、材料、生物等領域具有廣泛的應用。在化學工業中運用此類催化劑能大大的減少環境污染，降低能耗，符合綠色發展的國家戰略。
材料人網：您認為科學研究最重要的品質是什么呢？
胡炳成教授：堅持不懈，勇于探索，求真務實，成不驕敗不餒，專注，踏踏實實做事。
材料人網：未來您的研究重點會放在哪個或哪些方向上？
胡炳成教授：繼續在我現有的研究方向上進行深入研究，當然主要側重點在于全氮化合物的合成與應用，目前合成的全氮陰離子鹽無論從結構還是性能，都不適合作為含能材料，但卻是將來應用最根本的基礎。后續我們將對這個最基礎的全氮陰離子鹽采用金屬離子或/和多氮陽離子進行組裝并開展它們的性能研究，努力把全氮陰離子鹽轉化成真正意義上的“含能材料”，為我國全氮含能材料的進一步發展做出自己的貢獻。
【寫在最后】
盡管正處中國農歷新年，胡炳成教授卻依然忙于工作。他和他的團隊正在用實際行動證明著他在采訪伊始的那句話：作為中國人我們都應該為祖國的繁榮強盛而負責任！也祝愿胡炳成教授和他的團隊在新的一年能夠取得更為豐碩的成果！
新年之際，材料人網也祝愿所有的科研工作者新年快樂，闔家幸福，在科研路上取得更多更好的研究成果！
注：論文下載請戳Synthesis and characterization of the pentazolate anion cyclo-N5ˉ in (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl
材料牛編輯曉fire編輯整理。
南京理工大學全氮陰離子（N5ˉ）合成上取得重大進展 ——《Science》發表論文的后續報道關注 2017年1月27日，國際頂級期刊《Science》發表了南京理工大學化工學院在N5ˉ合成上取得的里程碑性研究成果，該論文是南京理工大學在基礎科學研究方面取得的重大成果，標志了學校科研能力和辦學水平的整體提升。 全氮陰離子（N5-）合成項目2011年立項，剛開始的參加單位有南京理工大學和中國科學院上海某研究所2家。由于研究難度大和條件的限制，2013年上海某研究所退出該項目的研究。直至2015年6月，項目沒有取得實質的進展。2015年7月-2016年5月，在項目組負責人、論文通訊作者之一陸明教授、胡炳成等老師、章沖等博、碩士生的共同努力下，項目組才取得了在Science上發表論文的成果。為保證Science論文的發表，項目組撤掉一篇高水平論文，否則Science編輯不讓論文見刊。 含有N5-離子的鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，其能量僅與現有高能單質炸藥能量相當，只有將來與全氮陽離子（N5+）進行組裝，得到N5-N5+，即N10，其能量才有10倍TNT當量左右。這些能量估算都來源于理論計算，沒有經過實踐檢驗，通常理論計算值要高于實際測定值。因此目前對該論文合成化合物能量的報道，是過于夸大了。 有關胡炳成教授團隊的概念與事實不符，學校官網已作更改，見鏈接：http://www.njust.edu.cn/19/2b/c3624a137515/page.htm。據悉胡炳成僅是全氮陰離子（N5-）合成項目組的成員之一，胡炳成老師2013年晉升教授。因N5-陰離子合成過程中，需要質譜儀跟蹤監測反應過程進行動態，胡炳成老師管理著學校的液質聯分儀（平時監測由碩、博士研究生進行具體操作），2011年底，胡炳成老師被項目負責人陸明教授邀請，進入項目課題組。 還有值得大家思考的是，所有媒體對該論文的另一通訊作者之一陸明教授，沒有相關的報道，據可靠消息陸明教授為全氮陰離子（N5-）合成項目組組長，2001年晉升教授，目前是南京理工大學二級教授。 另外，還有論文的共同第一作者遼寧科技大學孫呈郭博士也沒有相關的報道，特別是遼寧科技大學網頁上，根本就沒有有關該校作為第二單位在《Science》上發表論文的新聞。