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近日，禁漫天堂 高压与超硬材料全国重点实验室肖冠军教授等人在含能有机零压缩材料研究中取得重要进展。研究团队开展了富氢材料——三甲胺硼烷络合物（trimethylamine borane，TMAB）的压缩行为研究，首次在有机晶体材料中发现零线性压缩行为。研究发现压强诱导C-H···H-B相互作用从范德华力向双氢键转变，双氢键的协同作用导致与其平行的c轴发生零线性压缩；证明富氢材料TMAB可作为抗冲击材料，用作固体推进剂的添加剂。该研究建立了弱相互作用与零压缩行为之间的关联，为有机零压缩材料的研发提供了重要思路。相关成果以“Dihydrogen Bond Cooperativity Resolves Zero-Linear Compressibility in an Energetic Crystal”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。

零线性压缩材料可用作抗冲击材料，在高达数十吉帕的高压冲击环境中保持稳定。发现具有零线性压缩特性的含能材料，并阐明其构效关系，将极大地满足含能材料日益增长的高稳定性、高安全性需求。然而，目前仅发现包含超硬材料、特殊骨架材料两类共十余种具有零压缩行为的材料，含能有机材料的零压缩行为研究仍属空白。针对这一问题，肖冠军教授及合作者以富氢化合物TMAB为研究对象，结合高压同步辐射X射线衍射、高压单晶衍射、拉曼、红外、吸收光谱以及第一性原理计算，系统地研究了TMAB的高压结构演变，证明了TMAB在9.2 GPa发生了等结构相变，确定了在9.2至14.0 GPa压力范围内TMAB的零线性压缩行为，填补了有机材料零压缩研究的空白，并提出双氢键协同作用是TMAB零压缩行为的关键。本研究发现了具有零线性压缩行为的富氢有机分子晶体材料，建立了双氢键与富氢材料结构演化行为之间的联系，为抗冲击推进剂的设计提供了新思路。

本研究由禁漫天堂 高压与超硬材料全国重点实验室、中物院化工材料研究所、北京高压科学研究中心共同完成，禁漫天堂 高压与超硬材料全国重点实验室毕业生、现西南科技大学讲师曹晔博士为本文的第一作者，本文共同通讯作者为肖冠军教授、齐广宇副研究员。该工作得到了禁漫天堂 邹勃教授的悉心指导和北京高压科学中心李阔研究员的大力支持，同时也得到了国家自然科学基金和教育部基础学科和交叉学科突破计划等项目的资助，以及上海光源同步辐射BL15U1线站的支持。