冯永安 ，邓沐聪 ，宋思维 ，陈思同 ，张庆华 ,*，Jean’ne M. Shreeve

1. 引言

含能材料（EM）是一种特殊的能源材料，可以快速地释放大量的化学能。自1863年诺贝尔征服硝化甘油以来，含能材料给人类文明和社会领域的进步带来巨大贡献[1,2]。在过去的几十年里，基于多样化的骨架，如烷烃链、环烷烃链、芳香烃、张力-笼杂环、富氮杂环等，已经有大量的含能材料[图1（a）]被合成[3–20]。然而，高能量的含能材料通常在遭受外界刺激时，如撞击、摩擦、静电火花和热刺激时，往往存在稳定性差的问题，缺乏如低感炸药2,4,6-三硝基甲苯（2,4,6-trinitrotoluene, TNT）或钝感炸药1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯（1,3,5-triamino-2,4,6-trinitro benzene, TATB）那样的安全性，这就使得大多数的含能材料在生产、处理以及军民应用时都比较危险[21]。新报道的2,4,6-三氨基-5-硝基吡啶-1,3-二氧（ICM-102）是一种较好的钝感高能炸药，但是它与水分子之间的强相互作用阻碍了其进一步应用（脱水温度高达178 ℃）[22]。近年来，科学家开始关注稠环型的含能材料，因为这类物质具有共轭结构和良好的分子稳定性，如2,9-二硝基三唑-[1,5-d:5′,1′-f]并1,2,3,4-四嗪（DNDTT）、1,2,9,10-四硝基双吡唑-[1,5-d:5′,1′-f]并1,2,3,4-四嗪（TNDPT）以及3,6-二硝基吡唑-[4,3-c]并吡唑-1,4-二氨基（DNPPDA）[图1（a）][23–31]。这类化合物大多数表现出良好的热稳定性和优异的爆轰性能，但是在遭受外界机械刺激时的不稳定性问题仍然没有得到完全解决。因此，寻求具有良好安全性的高能含能材料仍然是一项重大挑战。

二维（2D）层状结构通常被认为是有效的“能量转换器”，可以在材料受到强烈的外界机械刺激时将作用在块体材料上的机械能转化为晶体中层与层之间的相对运动。……