Npj Comput. Mater. : 炸药热分解中的动力学“拉锯战”

主要观点总结

海归学者发起的公益学术平台分享了关于含能材料的研究进展。文章主要介绍了对含能材料原子尺度分解和能量释放机制的理解和控制的重要性。近年来，DAP（ABX3分子钙钛矿含能材料）成为研究热点，但其分解机理尚缺乏充分研究。中山大学化学学院的张伟雄教授团队与国家超算广州中心合作，基于DeePMD深度学习势函数框架开发了DeepEMs-25势函数，用于揭示B位点阳离子尺寸对热稳定性的影响。该模型能够覆盖大规模分子动力学模拟，并通过主动训练覆盖了20种含能材料的分解轨迹。研究表明，B位阳离子半径增大同时降低X–A碰撞的活化能和指前因子，产生相反的拉锯式动力学作用。此外，该研究还明确了A位的H2dabco2+离子的三种主要分解路径。该研究成果为理解固态化学反应机制和设计下一代含能材料提供了新视角。

关键观点总结

关键观点1: 含能材料的重要性及其研究背景

含能材料是能源领域的重要组成部分，对其原子尺度分解和能量释放机制的理解和控制至关重要。然而，由于实验和计算上的限制，这一领域的研究仍面临挑战。

关键观点2: DAP成为研究热点

DAP作为一种新型含能材料，因其可控能量释放和热稳定性方面的优异性能成为合成与应用方面研究热点。

关键观点3: DeepEMs-25势函数的开发与应用

中山大学化学学院的张伟雄教授团队与国家超算广州中心合作，开发了DeepEMs-25势函数作为DFT的代理模型。该模型通过主动学习训练覆盖多种含能材料的分解轨迹，实现了大规模分子动力学模拟。

关键观点4: B位阳离子半径对热稳定性的影响

研究揭示了B位阳离子半径对含能材料热稳定性的影响。B位离子半径增大同时降低X–A碰撞的活化能和指前因子，产生相反的拉锯式动力学作用。

关键观点5: A位的H2dabco2+离子的分解路径

研究明确了A位的H2dabco2+离子的三种主要分解路径，这些分解路径涉及到分子间碰撞和电子密度盆分析等信息。

关键观点6: 研究成果的意义和影响

该研究首次将原子尺度动力学与宏观稳定性定量关联，为理解固态化学反应机制和设计下一代含能材料提供了新视角。该成果对于能源领域的发展具有重要意义。