Comprendere le caratteristiche fisiche e chimiche dei materiali energetici in condizioni estreme è fondamentale per un loro utilizzo sicuro ed efficiente. Le transizioni di fase ad alta pressione in tali materiali possono causare cambiamenti significativi nelle loro proprietà di iniziazione e nelle prestazioni di detonazione che richiedono studi strutturali dettagliati.

L'evoluzione strutturale ad alta pressione del CL-20 è di particolare interesse per il suo contenuto ad alta densità di energia, che lo apre ad essere un materiale importante nelle applicazioni future. Però, precedente lavoro sperimentale ha determinato solo l'equazione di stato fino a circa 7 GPa (70, 000 atmosfere di pressione).

I ricercatori di LLNL hanno studiato la stabilità della fase ad alta pressione a temperatura ambiente di ε-CL-20, il polimorfo più stabile e con la più alta densità, a pressioni cinque volte superiori rispetto a quelle ottenute in precedenza utilizzando la diffrazione di raggi X su polvere di sincrotrone.

Autore principale della ricerca, Samantha Clarke, spiega "usando l'alto flusso disponibile nelle moderne sorgenti di sincrotrone, siamo in grado di sondare ε-CL-20 a pressioni molto più elevate e scoprire che la fase ambiente rimane stabile dopo la compressione alla pressione massima raggiunta."

Gli esperimenti di diffrazione sono stati eseguiti presso la linea di luce HPCAT presso l'Advanced Photon Source, Laboratorio Nazionale Argonne. La ricerca appare in JANNAF Journal of Propulsion and Energetics .

Una scoperta interessante del progetto è stata che la comprimibilità di ciascuno degli assi è simile nell'intero intervallo di pressione, a differenza di molti altri composti energetici; questo è stato attribuito alla struttura a gabbia della molecola. Il team ha determinato l'equazione sperimentale dei parametri di stato dai dati di diffrazione, che combaciano molto bene con i valori calcolati. Il leader del gruppo Richard Gee ha condotto i calcoli della teoria del funzionale della densità e ha affermato:"L'eccellente accordo tra i dati sperimentali e quelli modellati evidenzia la forza di tali sforzi combinati".