Compreender as características físicas e químicas dos materiais energéticos em condições extremas é fundamental para seu uso seguro e eficiente. As transições de fase de alta pressão em tais materiais podem causar mudanças significativas em suas propriedades de iniciação e desempenho de detonação, necessitando de estudos estruturais detalhados.

A evolução estrutural de alta pressão do CL-20 é de particular interesse devido ao seu alto conteúdo de densidade de energia, o que o torna um material importante em aplicações futuras. Contudo, trabalho experimental anterior apenas determinou a equação de estado até aproximadamente 7 GPa (70, 000 atmosferas de pressão).

Pesquisadores do LLNL investigaram a estabilidade da fase de alta pressão à temperatura ambiente de ε-CL-20 - o polimorfo mais estável e de maior densidade, a pressões cinco vezes mais altas do que as feitas anteriormente usando difração de raios-X de pó síncrotron.

Autor principal da pesquisa, Samantha Clarke, explica "usando o alto fluxo disponível em fontes síncrotron modernas, somos capazes de sondar ε-CL-20 a pressões muito mais altas e descobrir que a fase ambiente permanece estável após a compressão para a pressão mais alta alcançada. "

Os experimentos de difração foram realizados na linha de luz HPCAT na Fonte Avançada de Fótons, Laboratório Nacional de Argonne. A pesquisa aparece em JANNAF Journal of Propulsion and Energetics .

Uma descoberta intrigante do projeto foi que a compressibilidade de cada um dos eixos é semelhante ao longo de toda a faixa de pressão, ao contrário de muitos outros compostos energéticos; isso foi atribuído à estrutura em forma de gaiola da molécula. A equipe determinou equação experimental de parâmetros de estado a partir dos dados de difração, que combinam extremamente bem com os valores calculados. O líder do grupo Richard Gee liderou os cálculos da teoria funcional da densidade e disse:"O excelente acordo entre os dados experimentais e modelados destaca a força de tais esforços combinados."