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中国最强炸药CL20“被”学术造假,来自民间的不端会让专家尴尬

时间:03-29 来源:休闲娱乐 访问次数:60

中国最强炸药CL20“被”学术造假,来自民间的不端会让专家尴尬

提起炸药这事吧,W君可就不困了——来精神了!早上看头条又被“CL-20”刷屏了。但无论怎么看都会让W君觉得怎么和当年学的不一样了呢?中国独有、是TNT威力的三倍、成本仅仅需要一块钱一克,老专家于永忠开发……这件事咱就得好好唠唠了。“CL-20”是美军的一种单质炸药的代号,是指六硝基己烷唑呋喃烷(HNIW),这是一种笼状结构的多环硝铵分子。由于其内部的N=O键形成笼状,在单分子内聚集了更大的键能,可以释放出更大的能量。六硝基己烷唑呋喃烷主要的对标物是“六硝基己烷唑呋喃烷”(HMX,奥克托今),从分子结构上来看,这是HMX的立体化形态。非高能专业的人知道这些基本上就够了。咱们继续说,首先,“CL-20”这个名称,“CL”实际上是指“中国湖(China Lake)”。知道一些军事知识的人或许会了解到这个地名。“中国湖”并不在中国,而在美国加利福尼亚州印第安维尔斯谷附近。在军事上并不是一个具体的地址,而是特指“美国海军航空武器站”。是一个颇具规模的军事基地,主要为美国海军研制和验证新型武器装备。我们很熟悉的一些武器装备,例如响尾蛇导弹、AGM-45反辐射导弹、泵动式40MM榴弹发射器都是出自这里。例如泵动式40MM榴弹发射器,它的编号叫做“CL-4”,都是美国海军当年的项目研发代号。六硝基己烷唑呋喃烷(HNIW)的首次合成记录是在1968年,由J·M·爱德华兹发表在化学通讯上的一篇论文记载,在1990年尼尔森发表的更具体的合成步骤实际上就是参考了J·M·爱德华兹的研究结果。尼尔森在1997年获得了这项技术的专利,专利号US5693794A。在这里我们可以看到专利的受托人是“美国海军部”。为什么一个化工品会被美国海军拿专利呢?这主要是因为中国湖资助了这项研究。只不过,在尼尔森专利中,HNIW的合成路径中,成本成了一道拦路虎。在合成过程中,需要利用甲基氰(乙腈)为介质,甲酸为催化剂,注入苄胺和乙二醛在室温下反应生成HBIW(2,4,6,8,10,12-六苄基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷)。HBIW是一个中间体,具备了基本的笼式结构,但四周是稳定的苯环(实际上是苯甲基或者说做是苄基)。苯环是最简单的芳环,广泛存在于大量有机物中,之所以是最简单且广泛存在的就在于结构的稳定性上。但苯环在高能化学中是一种结构体,好处是能够聚集含能键,但坏处就是本身太稳定不利于分解降低了含能材料的能量比。如果要把含有这么多苯环HBIW做成高能炸药显然是不现实的,这东西威力太差了。所以要对HBIW进行氢解。说通俗的话就是——把分子外围的苯环拆碎了。刚刚说了,苯环结构有极高的稳定性。这个过程就需要更强的催化剂了,在尼尔森的方案里面是用了钯。这是一种极端昂贵的金属,全球的地壳钯储量不到黄金储量的1/3。即便是在去年,全球一共开采出来了200多吨钯。知道这个东西多贵了吧?还没概念?那W君告诉大家2023年一年内全球金矿的黄金产量是3644吨,大家就应该知道钯有多稀有了吧?正因为用了钯,而且在HBIW路线制造HNIW(CL-20)的路线中作为催化剂的钯有催化剂中毒的现象,导致钯在HBIW制造HNIW的方法里面会被不断消耗,因此在1980年代制造一千克HNIW(CL-20)的成本高达3.5万美元——注意这是1980年代的3.5万美元。在CL-20的国产化中,我们的老专家于永忠做了什么呢?实际上,于老在1990年代做了一些相关的研究工作。化学这件事情并不是像大家所认知的非得1+2=3,如果要得到3,我们还可以5减2,或者6除以2,再或者15减去12,再再再或者 1+1+1……是有不同路线的,如果生成水,我们可以选择让氢气燃烧和氧气结合生成水,也可用浓硫酸加入到白糖中其反应产物实际上就是碳和水——这就是化学反应路径。生成CL-20的路径在后期的研究过程中发现了很多,截止到现在,至少有15种不同的反应路径都可以生成CL-20,注意,这里用的词是“生成”。如果想“生产”CL-20,大量的制造这种高能炸药能用的反应路径就只有三种:分别是TADB路线、TADF路线和TAIW路线。于老在1993年率先在实验室中完成了四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)的合成,这是不同于HBIW的路子,并在1994年通过亚硝化和硝化两次连续处理的方法制造出了CL-20。算是不谋而合吧,由于于老当时年事已高在1994年年中完成的实验并没有及时发论文,因此,TADB的学术成果被同样进行相同路线研究的学者贝拉米率先发表。现在学术界公认的TADB的研究成果就落在了贝拉米手里。之后,于老就从这件事上淡出了。我国真正在CL-20上发力的是赵信歧教授。1994年他开拓性的在醋酸介质中氢解 TADB 制得四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW),并经TAIW合成出 CL-20。这件事倒是发论文了,目前世界各国生产CL-20实际上都是使用了我国的TAIW法进行批量生产。这项技术并不是现在我们独自掌握的内容,已经被很多国家采用复现了。TAIW路线的关键技术和早期一样也是要进行两步氢解,但是中间产物被替换为了TADB,因此效率大幅度提高。而催化剂依然是要用到钯。依然有催化剂中毒的问题产生。但是我们通过自有的技术让催化剂中毒的问题降低到最低,也因此大幅度的降低了CL-20的生产成本,但要注意并不是所谓的“一块钱一克”,依然还是很贵!看到这里,大家基本上就是能掌握咱们的CL-20的基本情况了。后面是W君要再唠唠的了。CL-20在军迷眼中出圈实际上是来自于新浪网的一篇报道文章:实际上这只是新浪教育频道为了宣传一些院校的文章而已。在当年互联网上写作实事求是的编辑还是很多的,所以这篇文章写的并不像现在这么偏颇。让W君满意的是它的关键词“问鼎”。问鼎,读音wèn dǐng,汉语词语,意思是指图谋夺取政权,泛指觊觎侵占别国。触犯;过问。借指在比赛或竞争中夺取第一名。“问鼎”告诉了大家我们有夺取第一名的实力。但文章传来传去,被很多自媒体添油加醋,CL-20这种很多国家都能造出来的高能材料怎么就成了我们独有的呢?其实即便是到了今天,CL-20由于其感度过高,还没有真正的装填到世界上任何一颗弹头上。现在对于CL-20的研究还停留在如何实用化的基础上。这方面我们的研究也很领先,例如,现在我们的研究方向是如何将CL-20和TNT制造成敏感度更低的CL-20/TNT共晶微球。这才是CL-20真正实用化的基础。这项工作代表了CL-20的最高技术水平,但这项研究工作还在进行当中,并未达到量产的水平。说俗话就是“离真正用上CL-20弹药八字还没一撇呢”。但军迷不管不顾啊,看到了一个新词,看到了一个新概念就会添油加醋的吹嘘我们的技术达到了什么水平。这种毫无靶向的添油加醋实际上是将我们的科研工作者架到火上来烤。不仅仅对真正的技术研究毫无帮助,而且也助长了很多敌对势力的威胁论。这种专家们没有达到实际高度的吹嘘其实也是一种“学术造假”,只不过不是专家们自发的行为而来源于群众的期待,但这种行为更可怕,它具象了一个单一的专家形象。但抹除了真正为这些事情做实际工作的人的存在。要知道,老专家于永忠生于1924年,至今已经百岁高龄了。我们不应该让老专家参与到这场闹剧中。这样人很尴尬,属于捧杀。同时,我们要了解,对于高能材料的研究我们的国家团队有太多人在默默付出了,这是一个集体在做的事情。像前说的赵信岐教授:实际上是拿着CL-20的国防科学技术一等奖的,再多一嘴,CL-20是美国的叫法,在我们的文献中叫做C-12。到了今天,像赵信岐教授也是老人了,他的很多学生还是在高能材料的领域作出贡献。他们的名字也应该被大家广泛记住。正因为有了这么几代人的努力,我们在CL-20这样的高能材料领域中的研究才是世界第一的。以至于现在打开任何讨论CL-20的期刊论文,你会发现参考资料中都是中国人的名字这才是真正的实力所在,他们中的每个人的名字虽然没什么传播价值,但都是大家应该记住的。至于于永忠于老,我们应该记住的是——在我们研制原子弹的过程中,于老率领着科学院大连化学物理研究所的同事在甘肃建立了一个高能炸药研究所。他和上海有机化学所的黄耀曾黄老一同搞出了我们用于引爆原子弹的奥克托金炸药。这远比搞什么CL-20光辉耀眼得多了。没有于老的努力,我们的原子弹也是搞不成的。

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