近日,我组刘建勇研究员等在含能材料检测机理研究方面取得新进展,通过高精度理论计算揭示了一个新型硝铵类爆炸物荧光探针的识别检测机理。
硝铵类炸药是一类广泛应用于工业和军事领域的高能含能材料,包括RDX、HMX、CL-20等,由于其易爆性和危险性,发展灵敏高效的检测方法、明晰其检测机理对于保障公共安全具有重要意义。

本工作中,科研人员研究了一个最近报道的新型高效硝铵类爆炸物荧光探针,该探针在结合硝胺化合物后会发生荧光猝灭现象。研究发现该探针识别硝铵类爆炸物的方式是通过识别硝胺化合物光解产物NO2自由基,并从电子光谱、红外分析、反应能量等方面证明了其识别过程主要是通过NO2夺取探针分子上的羟基H,而非原实验工作中提出的肟醛转化反应。通过前线轨道分析发现,该探针对NO2自由基的荧光猝灭现象可以归属为光致电子转移机理。研究结果表明了自由基反应在硝铵类爆炸物检测过程中的重要性,为后续新型高效硝铵类爆炸物荧光探针的设计合成提供了新思路。
相关研究成果以“Theoretical Perspective on the Sensing Mechanism of a Novel Fluorescent Probe for Nitramine Explosives: The Role of Radical Reactions”为题,于近日发表在《物理化学A》(The Journal of Physical Chemistry A)上。该工作的第一作者是我组博士后吕美横。上述工作得到国家自然科学基金、辽宁省科技厅基金、辽宁省教育厅基金等项目的支持。(文/图 吕美横)