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近日，化學(xué)學(xué)院陶國宏&何玲團隊與美國愛達(dá)荷大學(xué)合作，在Science子刊發(fā)表了題為“Designing high-performance hypergolic propellants based on materials genome”的原創(chuàng)性研究論文。該工作首次提出構(gòu)建推進(jìn)劑材料基因組數(shù)據(jù)庫及篩選體系，利用材料基因組方法，設(shè)計并篩選出具有高穩(wěn)定性、低毒性和無燃燒殘留的自燃燒推進(jìn)劑添加劑，實現(xiàn)了推進(jìn)劑自燃燒響應(yīng)速率的飛躍式提升。

陶國宏&何玲團隊Science子刊：材料基因組為設(shè)計高性能推進(jìn)劑構(gòu)建新平臺

火箭推進(jìn)劑作為含能材料領(lǐng)域的重要研究對象，是航天飛行器的核心動力，其性質(zhì)與火箭結(jié)構(gòu)、飛行高度以及姿態(tài)調(diào)整密切相關(guān)。隨著我國航天科技實力的發(fā)展，研制兼具大推力和長續(xù)航的新型推進(jìn)劑備受關(guān)注，其中以低粘度、低熔點、低蒸汽壓和高穩(wěn)定性的離子型推進(jìn)劑被美國空軍專家視為下一代推進(jìn)劑的最佳選擇之一。但該材料存在燃燒性質(zhì)不佳問題，尤其是自燃燒響應(yīng)速率低，無法滿足當(dāng)前火箭的動力要求。

陶國宏&何玲團隊Science子刊：材料基因組為設(shè)計高性能推進(jìn)劑構(gòu)建新平臺

為解決上述問題，該團隊創(chuàng)新性地采用材料基因組方法探尋自燃燒推進(jìn)劑的核心因素。不同于對燃料分子單一結(jié)構(gòu)修飾、實驗探索的傳統(tǒng)方法，該工作通過構(gòu)建推進(jìn)劑的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫明確其構(gòu)效關(guān)系，采用可視化手段探尋與自燃燒性質(zhì)關(guān)聯(lián)的重要指標(biāo)，而后利用篩選程序?qū)ψ匀紵砑觿┙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行高通量篩選和量化分析，從而明確了自燃燒推進(jìn)劑添加劑的結(jié)構(gòu)，并通過一系列實驗手段驗證其極大降低了推進(jìn)劑點火延遲時間，體現(xiàn)出材料基因組策略的可行性。

該成果首次從根本上解決了火箭燃料分子設(shè)計的構(gòu)效需求，可對材料分子按需設(shè)計及多角度預(yù)測，為將高性能推進(jìn)劑走向?qū)嵱锰峁┲匾獏⒖肌?/span>

四川大學(xué)為論文第一通訊單位，四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生袁聞勵為第一作者，何玲副教授和Jean’ne M. Shreeve教授為通訊作者。該研究工作也是化學(xué)學(xué)院在Science子刊發(fā)表的首篇論文。

該研究團隊長期致力于離子液體功能材料的研發(fā)，近期工作相繼發(fā)表在Nature Communications，Angewandte Chemie International Edition，Small和 Journal of Materials Chemistry A等國際主流學(xué)術(shù)期刊。

論文鏈接：

https://advances.sciencemag.org/content/6/49/eabb1899

文章來源：四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院。

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