冲击作用下单质炸药反应动力学的超快时间分辨光谱研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11004176
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    郑贤旭
  • 依托单位：
    中国工程物理研究院流体物理研究所
  • 学科分类：
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

单质炸药在冲击作用下的反应动力学是炸药起爆最重要的物理化学过程，也是影响炸药爆轰性能及安全性的主要因素之一，是目前爆轰物理研究的热点和难点。长期以来，由于缺乏相应的新型实验诊断技术，单质炸药在冲击作用下的反应动力学研究进展缓慢。本项目致力于探索一种具有超快时间分辨能力的光谱实验技术，通过解决样品制备、激光驱动冲击波、动压标定、信噪比优化等关键技术，以泵浦-探测的实验方式研究冲击作用下单质炸药的分子振动激发、结构相变、化学键断裂等反应动力学过程，初步认识炸药冲击相变、冲击分解在分子层面的物理机制。为炸药起爆模型的发展及分子动力学模型校验提供一种分子尺度的实验技术，推动炸药爆轰性能及安全性研究，为爆轰物理研究向微观尺度深入提供实验支撑。

结项摘要

应用时间分辨光谱实验技术研究了冲击作用下含能材料的反应动力学过程。通过样品靶结构优化设计、时间同步控制以及光谱信噪比优化，建立了纳秒时间分辨的拉曼光谱、荧光光谱和发射光谱实验技术，重点研究了RDX薄层炸药和Al/Teflon反应材料在激光加载下的拉曼光谱，荧光光谱和发射光谱，获得了信噪比较好的光谱信号，根据这些光谱特征能够初步分析冲击波在样品中的传播过程，识别炸药在冲击加载下分子振动结构的变化以及反应过程中最主要的产物生成过程。取得的主要进展有：.（1）研究了激光烧蚀和激光驱动飞片两种激光加载方法，能够在含能材料样品中产生1atm－25GPa的冲击压力，结合泵浦－探测光谱实验方法，系统的同步精度达到5ns，为炸药反应动力学研究建立了精密、高效的实验加载技术；.（2）提出了一种利用自发拉曼光谱实时测量冲击波压力的新方法，设计了基于蒽微晶的光谱压力探针，并对比研究了静压和冲击压缩下蒽材料拉曼光谱与冲击压力的关系。该方法可以同时测量多种材料的冲击压力，对于多组分材料冲击压力测量是全新的尝试；.（3）建立了激光加载下含能材料反应动力学的超快时间分辨自发拉曼光谱、荧光光谱实验技术，首次开展了黑索金(RDX)薄膜在激光驱动冲击波作用下的自发拉曼光谱和荧光光谱实验研究，获得了高信噪比的光谱信号，观察到了激光加载下RDX分子振动结构变化以及分解过程中CN自由基的生成过程，初步认识了RDX的反应过程和反应产物，为超快光谱技术在炸药反应动力学研究中的应用奠定了基础；.（4）通过与美国伊利诺伊大学Dana Dlott研究小组的合作研究，在国际上率先建立了用于纳米含能材料Al/Teflon冲击动力学研究的发射光谱实验技术，实验结果清晰再现了不同冲击加载条件下Al/Teflon的反应过程和反应产物，观察到了无定形碳C2的生成和消逝过程，研究能力处于国际领先水平。.（5）在英文国际核心期刊上发表论文3篇（SCI 2篇），参加国际学术会议1次，建立测试技术标准1个。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
The characteristic of laser driven shock wave investigated by time-resolved Raman spectroscopy
时间分辨拉曼光谱研究激光驱动冲击波特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Journal of Raman Spectroscopy
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Yunfei Song;Xianxu Zheng
  • 通讯作者：
    Xianxu Zheng

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其他文献

基于反向撞击法的JB-9014炸药Hugoniot关系测量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴红波;刘俊明;张旭;舒俊翔;黄文斌;郑贤旭
  • 通讯作者：
    郑贤旭
基于多普勒测速技术的JB-9014炸药反应区结构研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    爆炸与冲击
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴红波;黄文斌;覃锦程;张旭;赵锋;郑贤旭
  • 通讯作者：
    郑贤旭
35GPa斜波加载下RDX单晶炸药的动力学行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    高压物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    种涛;张朝辉;王贵林;傅华;李涛;随志磊;郑贤旭
  • 通讯作者：
    郑贤旭
RDX基含铝炸药圆筒试验及状态方程研究
  • DOI：
    10.14077/j.issn.1007-7812.2019.04.015
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    火炸药学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴红波;钟斌;李星瀚;张旭;郑贤旭
  • 通讯作者：
    郑贤旭
一种同步研究透明材料折射率和动力学特性的实验方法
  • DOI：
    10.7498/aps.70.20210414
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    种涛;傅华;李涛;莫建军;张旭平;马骁;郑贤旭
  • 通讯作者：
    郑贤旭

其他文献

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郑贤旭的其他基金

动态加载下炸药晶体内部“热点”形成及演化过程的实验研究
  • 批准号：
    11772311
  • 批准年份：
    2017
  • 资助金额：
    75.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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