摘要：美股发明了一种新型火箭燃料二硼化锰，能量是现役最强火箭燃料的近1.5倍，并且还非常稳定安全，可能会改写人类太空探索的游戏规则。这项研究5月2日发表在《美国化学会志》上。

美股发明了一种新型火箭燃料二硼化锰，能量是现役最强火箭燃料的近1.5倍，并且还非常稳定安全，可能会改写人类太空探索的游戏规则。这项研究5月2日发表在《美国化学会志》上。

我们离星辰大海的距离，又被这个“能量魔方”拉近了一大步吗？

◆ 01 能量爆表：火箭燃料的终极进化？

在航天领域，每一寸空间都无比宝贵，每一克重量都必须精打细算。火箭能飞多远、能带多少货，很大程度上取决于燃料的能量密度。

而新鲜出炉的二硼化锰 (MnB_2)，在这方面简直是“开挂”般的存在。研究数据显示：

质量能量密度：达到39.26k˜J/g。

体积能量密度：更是达到了惊人的 208.08k˜J/cm3，这是迄今为止所有已知燃料中的最高纪录！

这是什么概念？

为了让大家更直观地感受，我们把它和“明星火箭”猎鹰9号的燃料，以及现役固体燃料放在一起PK一下：

结论一目了然：MnB_2的体积能量密度是猎鹰9号煤油的6.5倍！体积能量密度更是碾压式地比铝高出了148%！这意味着储存同样能量，它的“油箱”可以做得极小，为火箭省出巨大空间和结构重量。

◆ 02 提速的秘密：不止“内功”，更有“身法”

能量高就一定飞得快吗？这里要看两个关键指标：一个是发动机效率“比冲 (Isp)”，另一个是“质量比”（火箭总重/烧完燃料后的重量）。

猎鹰9号的“梅林”发动机比冲极高，是液体发动机的效率标杆。而MnB_2作为固体燃料，比冲可能稍逊一筹。但它的真正王牌，在于能通过极致的体积密度，极大地优化“质量比”。

更小的燃料箱意味着火箭的“干重”大大降低，质量比急剧提升。根据航天公式，这会带来巨大的速度增益。

如果说猎鹰9号靠的是深厚的“内功”（高比冲），那MnB_2就是靠极致的“身法”（优化质量比）。即使内功稍逊，但凭借绝顶身法，同样能成为高手，把更重的载荷送上太空。

◆ 03 真实战场：最强辅助，而非单挑王者

那么，MnB_2能取代猎鹰9号吗？答案是：它们的赛道不同。

猎鹰9号的液体燃料可以多次启动，玩转回收。而MnB_2作为固体燃料，一旦点燃就一往无前，更适合做固体火箭助推器 (SRB)——就是火箭起飞时捆绑在两侧，提供毁天灭地般推力的“大力士”。

所以，MnB_2的定位不是单挑猎鹰9号，而是成为未来重型火箭的“最强辅助”。它能用更小的体积、更轻的重量，爆发出更强的初始推力，轻松地将空间站、火星基地等超大型载荷推出大气层，为后续的太空探索铺平道路。

最关键的是，这个“能量巨兽”脾气还很温和。在没有助燃剂的情况下，它非常安全稳定，不会意外燃烧，确保了操作的安全性。

◆ 04 能量之源：给原子“上刑”的艺术

MnB_2如此巨大的能量从何而来？答案藏在它独特的制造过程和原子结构里。简单来说，科学家们用了一种堪称“暴力美学”的方法，强行把能量“塞”进了原子结构中。

这个过程听起来就像在锻造一把传说中的神兵利器：

极限高压：首先，将锰粉和硼粉压成一个致密的小块。

地狱之火：然后，用一种叫“电弧熔炼炉”的设备，以强大的电流瞬间将其加热到超过3000°C的恐怖高温，使其熔化。

瞬间冷却：最后，在它分解之前迅速冷却，将高温下的高能结构“冻结”并锁定下来。

这哪里是在做实验，这分明是在给原子“上大刑”，强行让它“憋大招”！

科学家将这个过程产生的效果称为“过度配位 (overcoordination)”。在正常情况下，锰原子并不喜欢和那么多硼原子“挤”在一起。但在这种极端操作下，一个锰原子被迫与远超其“舒适区”的12个硼原子成键，形成一个极度拥挤、极不稳定的高能亚稳态结构。

这就像你把一个巨大的重物放在蹦床上，蹦床被极度拉伸，储存了巨大的势能。而MnB_2燃烧的过程，就相当于瞬间把重物移开，储存在原子间的庞大能量瞬间以热的形式爆发出来。

老实说，方法已经给你了，赶快回家做实验吧，要是你也能造出来，未来的星辰大海就是你的。

总而言之，这项研究可能为人类航天事业打开了一扇全新的大门，一片由亚稳态化合物组成的能量新大陆，正等待着我们去探索。

参考文献：

Doane, J. T., John, G. M., Kolakji, A., Rosenberg, A. A., Zhang, Y., Chen, A. A., & Yeung, M. T. (2025). Violations of Coordination: Exploring Metastable Diborides via Energetic Transition Metals. Journal of the American Chemical Society, 147, 16578-16584.

Frick, E. (2025, August 27). Chemists create new high-energy compound to fuel space flight. University at Albany.

来源：徐德文科学频道