Het begrijpen van de fysische en chemische eigenschappen van energetische materialen onder extreme omstandigheden is cruciaal voor een veilig en efficiënt gebruik. Hogedrukfaseovergangen in dergelijke materialen kunnen significante veranderingen veroorzaken in hun initiatie-eigenschappen en detonatieprestaties, waardoor gedetailleerde structurele studies nodig zijn.

De structurele hogedruk-evolutie van CL-20 is van bijzonder belang vanwege de hoge energiedichtheid, waardoor het een belangrijk materiaal wordt in toekomstige toepassingen. Echter, eerder experimenteel werk bepaalde de toestandsvergelijking tot ongeveer 7 GPa (70, 000 atmosfeer druk).

Onderzoekers van LLNL hebben de fasestabiliteit bij omgevingstemperatuur onder hoge druk onderzocht van ε-CL-20 - de meest stabiele polymorf met de hoogste dichtheid, tot drukken die vijf keer zo hoog zijn als voorheen met behulp van synchrotronpoederröntgendiffractie.

Hoofdauteur van het onderzoek, Samantha Clarke, legt uit "door gebruik te maken van de hoge flux die beschikbaar is bij moderne synchrotronbronnen, we zijn in staat om ε-CL-20 tot veel hogere drukken te onderzoeken en ontdekken dat de omgevingsfase stabiel blijft bij compressie tot de hoogst bereikte druk."

De diffractie-experimenten werden uitgevoerd op de HPCAT-bundellijn bij de Advanced Photon Source, Argonne Nationaal Laboratorium. Het onderzoek verschijnt in JANNAF Journal of Propulsion and Energetics .

Een intrigerende bevinding van het project was dat de samendrukbaarheid van elk van de assen vergelijkbaar is over het gehele drukbereik, in tegenstelling tot veel andere energetische verbindingen; dit werd toegeschreven aan de kooiachtige structuur van het molecuul. Het team bepaalde experimentele vergelijking van toestandsparameters uit de diffractiegegevens, die uitstekend overeenkomen met de berekende waarden. Groepsleider Richard Gee leidde de berekeningen van de functionele dichtheidstheorie en zei:"De uitstekende overeenkomst tussen de experimentele en gemodelleerde gegevens benadrukt de kracht van dergelijke gecombineerde inspanningen."