引发剂是一类高能材料，用于商业、军事和太空探索应用中的精确点火或驱动。 在过去的 150 年里，研究人员设计并筛选了多种可用作引发剂的高能材料，包括过渡金属基引发剂、钾基引发剂和有机引发剂。 然而，几乎所有的起始药物都面临合成复杂、毒性高、稳定性差或点火性能差等问题。 开发一种绿色环保、成本低、点火性能强、稳定性好、具有挑战性的任务。
近日，中北大学冯永安团队报道了A2BB X6型双钙钛矿引发剂N（代号DPPE-1），展示了钙钛矿引发剂新概念的一系列优势，包括绿色低成本的大规模生产、超强的点火性能和优异的环境稳定性，这可能会导致钙钛矿得到更广泛的应用。 研究成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，题目为“A promising perovskite primary explosive”。 该研究成果由中北大学、哈尔滨工业大学、美国爱达荷大学历时两年完成，中北大学冯永安教授、哈尔滨工业大学张继川研究员为共同第一作者。
C6H14N2）2[Na（NH4）（IO4）6]}N（DPPE-1），其结构与传统引发剂明显不同（图1）。该团队利用钙钛矿骨架，在X位点配置了一价高碘酸阴离子（io4-），由于其氧化能力强、灵敏度高，可以满足点火性能和可靠性要求。 B位点分别选择了无毒阳离子Na+和NH4+，因为它们都有利于紧凑的结构和增强的生物相容性，并有助于反应在水溶液中进行。 对于 A 站点，由于 Na+（或 NH4+）和 Io4- 互连而形成的框架尺寸约为 742å×7.42å×7.42，因此有效半径为 3 是优选的39 （H2DABC2+， C6H14N22+） 阳离子，以获得最大的晶体密度和填充系数。 所有涉及的阳离子和阴离子都是常见的稳定物质，通过离子相互作用的简单自组装反应形成目标有机-无机钙钛矿。
C6H14N2）2[Na（NH4）（IO4）6]}N（DPPE-1）采用简单的绿色一锅法合成（图2）。高能双铌鸯石的合成是一个典型的自组装过程，它涉及三个离子之间的相互作用：H2DABCO2+与IO4-之间的氢键，NH4+与IO4-之间的氢键，以及H2DABbCO2+、NH4+和IO4-之间的库仑力。 值得注意的是，NH4+和H2DABCO2+都通过6个N-H··· o 氢键与io4-相连，因此这些离子都没有额外的电荷，氢原子能够与水分子形成强大的吸引力，这可能有助于解释为什么dppe-1如此稳定且易于从水溶液中提取，可以使用简单的方法合成和分离。
DPPE-1 具有分层的自组装结构，具有明确的一级、二级、** 和四级结构（图 3），具有高填充系数 （80.）。7%)。
DPPE-1对空气、湿气、光具有良好的耐环境性），暴露在空气中6个月或潮湿环境中数天时，颜色和形态没有变化（图4A-D）。通过粉末X射线衍射分析（图4G），DPPE-1在环境条件下直接暴露2小时和30天后仍保持其原始状态。 其热分解起始温度为1613（图4h），能够满足大多数军事和民用需求。 通过长期储存稳定性测试，DPPE-1的质量损失几乎可以忽略不计（ 005%），具有良好的长期储存稳定性。此外，DPPE-1 具有可接受的机械灵敏度 （is=3）。5j；fs=5.0N），其冲击灵敏度 （IS） 与大多数报道的起爆装药相当，摩擦灵敏度 （FS） 优于广泛使用的军用起爆装药 LA。其氧平衡（co=-4。52%）可能是已知的启动费用中最高的。
在这项研究中，使用图5a-c所示的设备确定极限起始电荷（MPC）。 DPPE-1 分别以 20 mg 和 10 mg 的电荷成功穿透了 5 mm 厚的铅板（图 5D、E）。 进一步将装药量减少到5 mg，DPPE-1仍然能够稳定地引爆RDX（图5F）。 DPPE-1（MPC 5mg）的点火性能远远优于最近报道的绿色引发剂（如DDNP、ANTP等），可与最强大的军用引发剂（如PBN6等）相媲美。 该团队认为，这种优异的点火性能可能是基于卤素在高能钙钛矿的点火性能中起决定性作用的事实。 与Clo4材料相比，Io4-材料相对不稳定，更可能表现出高灵敏度、快速放热过程和较强的点火性能。
双钙钛矿引发剂DPPE-1对现有引发剂提出了挑战，这项工作可能导致钙钛矿得到更广泛的应用，为全球民用炸药行业长期存在的缺乏基础点火材料的“瓶颈”问题提供了新的解决方案，并引发了其他关键工程领域的新一轮应用研究。