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显然，安全性能的下降对于炸药在军事方面的应用非常不利。所以在上个世纪80年代左右时，美国及欧洲各国都开始对高能钝感含能材料的研究高度重视。其中CL-20，ONC，ADN，TNAZ等材料标志着含能材料发展的第四阶段[4]。该阶段几种材料的能量密度比HMX提高了约5%~15%，而安全性却大幅降低[3]。这表明CHNO炸药的能量发展已经接近极限。
在接下来的研究中，我们希望能合成出一种具有高能量密度，同时安全性良好的含能材料，即钝感含能材料。安全性方面，美国研制了以TATB（1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯）为主成分的炸药，成功的降低了事故率。但TATB的能量密度仅为HMX的65%，其能量太低，远远达不到现代战争对军用武器的要求，以至于严重影响了武器的性能。所以欧美各国都致力于合成出一种能量密度接近于HMX而感度与TATB相近的材料。
1998年，美国研究出了一种大致符合要求的钝感含能材料1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯，即FOX-7[5]。其密度为1.885g/cm3，爆速8870m/s，其感度低于RDX，而能量则接近HMX。此外，FOX-7与聚合物有较好的相容性和稳定性，可作为一种理想的不敏感含能材料。但FOX-7的缺点是其分解温度（241℃）相较于HMX（285℃）较低[2]。
含能材料分子中，一个碳（氮）原子可以以单键，双键或三键与另一个碳（氮）原子相连，这些键的键能有高有低。含能材料释放能量的过程可以认为是其分子通过分子内或分子间的转化，使高势能键转化为低势能键，从而释放大量能量的过程。由表1.1所示的键能数据可知，碳原子相互之间倾向于以C-C单键相连；而氮原子之间则更容易形成三键，即生成N≡N；氧原子间也是倾向于形成双键O=O而不是过氧键。而像C=C,C≡C,N-N,N=N等键即可认为是高势能键。以上述的RDX和HMX为例，其分子中所含硝酰胺基团（N-NO2)是一种常见于各类含能材料中的结构，N-NO2中的N-N就一种是典型的高势能键。RDX和TNT中分别含有3个N-NO2和C-NO2，但RDX的能量密度大于TNT，这是因为N-N的键能为167kJ/mol而C-N的键能为253.7kJ/mol。因此，向含能材料分子中引入更多的高势能键，如N-N，并将能量储存在其中，是目前乃至将来含能材料合成的重要方向。现有研究表明，氮杂环化合物就是一种理想的高能含能材料。这类化合物的单质大多有晶体密度较大，易损性低和正生成焓等特点，其分子中含有较多上述的高势能键。与传统的以碳环为基础的含能材料相比，含氮杂环含能材料克服了密度低和氧平衡低和的缺点[6,7]。其中二嗪类杂环芳香化合物是设计含氮杂环含能材料的理想结构单元。
表1.1 单质炸药分子中常见化学键键能
键型 键能 键型 键能 键型 键能
C-C 345 N-N 167 O-O 142
C=C 602 N=N 418 O=O 493.6
C≡C 835.1 N≡N 941.7 C-N 253.7
迄今为止世界上几种主流的新型钝感单质炸药大多是属于吡唑，二嗪类的五、六元含氮芳香化合物，如LLM-105（2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧-吡嗪），LLM-116(4-氨基-3,5-二硝基吡唑)，ANTZ(4-氨基-5-硝基-1,2,3-三唑，FOX-7（1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯）等。其中，LLM-105具有高密度，高能量，高安全性，物理性能优异等特点。它在耐撞击，耐电火花，耐摩擦等方面的优秀性能使其在要求具有高抗过载能力的钻地武器的传爆药和主装药中应用前景广阔。所以现在世界各大国家都将LLM-105的合成工艺和配方研究作为含能材料领域的研究重点。