近日，精细爆破全国重点实验室刘旭文、李经纬副教授团队在含能材料瞬态反应物理化学机制领域连续取得系列重要进展，相关成果相继发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials，中科院1区Top，IF=19）、《先进科学》（Advanced Science，中科院1区Top，IF=14.3）和《防务技术》（Defence Technology，中科院1区Top，IF=5.9）等国际顶级期刊，展现了全国重点实验室在火炸药领域的强劲科研实力。
针对传统含能材料难以兼顾高力学强度与高反应活性的技术瓶颈，团队提出了一种基于多层次精密结构调控的智能含能材料“降感增敏”与“增强增效”设计新方法。该研究通过多尺度界面设计，协同调控含能材料内部的应力分布与反应传播路径，实现含能材料的选择性能量刺激响应。此外，利用结构精细设计产生的界面增强效应，显著提升了材料在高速冲击、高过载等极端环境下的结构稳定性。这种兼具“结构强韧、本质安全、快速响应、高效释能”特征的新型含能材料，为精细爆破、智能引信及新一代高效战斗部等领域的关键技术突破提供了重要支撑。该工作以Nanoarchitectonics-Enabled Stimulus-Selective Energetics: Nacre-Mimetic Interfaces Synchronize Structural Resilience and Enhanced Energy Release为题发表于《Advanced Functional Materials》，李经纬副教授为第一作者，刘旭文副教授为唯一通讯作者。
针对传统铝基火工药剂能量释放受限于凝聚相产物扩散与传质阻滞的瓶颈问题，团队深入研究了含氟火工药剂瞬态物理化学反应动力学与能量释放增强机制。研究揭示了通过生成低沸点气相产物强化热对流传输、进而突破凝聚相扩散限制的高效反应模式；阐明了利用高电负性组分腐蚀钝化层以诱导“预点火反应”的微观物理化学机制；此外，结合密度泛函理论计算，从原子尺度分析了反应界面电子结构特性，通过量化界面静电势与功函数差异确定了电子转移驱动力，为该类体系优异的反应活性与瞬态能量输出特性提供了分子电子学理论依据。该工作以Pioneering Insights into the Reaction Kinetics of Metastable Intermolecular Composites Based on Metal Fluorides: Virtually Non-Existent Condensed Phase Combustion Products and Ultra-Efficient Reactivity为题发表于《Advanced Science》，刘旭文副教授为第一作者，李经纬副教授为唯一通讯作者。
针对传统高能密度反应性材料难以实现能量释放速率与做功形式精细调节的瓶颈，团队研究了一种基于微观结构调控的能量编程策略，旨在构建具有“按需响应”特性的新型含能架构。研究通过对火炸药内部反应路径的多级精确剪裁，成功实现了能量释放过程的分步可控化。此外，利用低阈值预激活反应耦合高效气相膨胀机制，在大幅降低启动能量需求的同时，显著提升了约束空间内的升压速率。在实际应用验证中，该技术展现了卓越的毫米级精细爆破毁伤能力，能够对高价值电子功能部件实施毫秒级的定点物理销毁，为构建具有自适应调节能力与极致做功效率的智能含能系统提供了全新的理论视角与技术路径。该工作以Lattice fluorination-enabled programmable energetics in metastable intermolecular composites: Atomic F/O engineering and hierarchical redox control enabling instantaneous memory chip destruction为题发表于《Defence Technology》，李经纬副教授为第一作者，刘旭文副教授为唯一通讯作者。
近年来，在谢先启院士的战略擘画与学术领航下，在江汉大学副校长、精细爆破全国重点实验室常务副主任贾永胜教授的悉心指导下，全国重点实验室爆破器材研究所科研团队深耕先进爆破器材、含能材料能量释放机理等研究领域，培育多名省市各级青年人才，承担多项国家重点攻关任务，取得系列重要进展，并积极开展国际合作与科学普及工作。未来，团队将主动服务国家重大工程建设与国防安全需求，力争在关键核心技术领域取得重大突破，为谱写精细爆破全国重点实验室高质量发展新篇章、助力学校“双一流”建设贡献坚实力量。
作者介绍：
刘旭文，副教授，精细爆破全国重点实验室器材研究所副所长（主持工作），入选湖北省高层次人才计划、湖北省青年托举人才，法国国家科学研究中心访问学者。主要从事先进含能材料、燃烧爆炸诊断技术研究，主持国防科技重点项目、国家自然科学基金、装备预研基金、国家一带一路科技合作项目等国家级项目6项，湖北省重点研发计划等省部级项目十余项，获批经费逾千万元。授权、受理发明专利十余项。研究成果在先进航天火工品研发、新型固体推进剂燃烧性能测试等军事领域应用，在新型工业炸药、电子雷管等民用爆破器材领域应用，初步形成军民融合、产学研用一体化研究体系。
李经纬，副教授，入选武汉市朝阳托举计划，主要从事爆破作用精细分析、爆破效应精细调控领域研究，主持国家自然科学基金、湖北省科技计划项目、湖北省自然科学基金面上项目、湖北省教育厅科技项目、武汉市自然科学基金等各类项目9项。获湖北省、武汉市科普竞赛二等奖，获国际含能材料年会青年科学家优秀报告奖。
（图文：刘玉蓉）