20世纪80年代，美国开发出了CL-20炸药，也称为六硝基六氮杂异伍兹烷（Hexanitrohexaazaisowurtzitane，HNIW），它的性能远比传统炸药如RDX和HMX更为强大，具有更高的爆炸速度和压力。然而，美国对CL-20的应用相对较为保守，仅在有限的情况下使用，并未广泛应用于武器系统。

中国对炸药的研究由来已久，古代就发明了黑火药，为后来炸药技术的发展奠定了一定基础。随着现代科学技术的发展，中国科研人员积极投身于含氮离子化合物等新型炸药的理论研究，不断探索炸药能量释放的原理和提高能量密度的方法。

2017年，南京理工大学胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐，这是含氮离子炸药领域的重大突破。该团队创造性地采用间氯过氧苯甲酸和甘氨酸亚铁分别作为切断试剂和助剂，通过氧化断裂的方式首次制备成功室温下稳定的全氮阴离子盐，其热分解温度高达116.8℃，具有非常好的热稳定性，为全氮类超高含能材料的实用化奠定了基础。

科研人员突破传统平面环状分子结构的限制，设计并合成了具有立体结构的含氮离子化合物。例如，CL-20炸药，其分子结构为“笼型”的六硝基六氮杂异伍兹烷，这种立体结构使分子密度成倍增加，从而大大提高了炸药的能量密度和爆轰性能。与常规炸药相比，CL-20的爆炸威力可达TNT的3倍，爆速每秒9500米，是目前世界上最先进、威力最大的化学炸药之一。

在成功合成全氮阴离子盐后，中国加快了其在军事和民用领域的应用研究。在军事方面，探索将其应用于高性能弹药、导弹推进剂等，以提高武器装备的作战效能；在民用领域，如矿山开采、工程爆破等，研究其如何带来更高效、环保的解决方案。

19世纪，美国在炸药领域已有一定发展，硝酸甘油等炸药开始在美国得到应用，推动了矿业开采等行业的发展。美国在工业革命期间，对炸药的需求促使科研人员不断改进炸药的性能和生产工艺。

近年来，美国在新型炸药的探索上相对谨慎，更多地采取改进现有材料的策略，而在开发全新的含氮离子炸药等方面进展相对较慢，与中国、俄罗斯等国相比，在新型炸药研发领域的投入和成果略显逊色。

俄罗斯在炸药制造领域有着深厚的历史底蕴和技术积累，其传统炸药技术一直处于世界先进水平。在军事应用中，俄罗斯的炸药产品以威力大、稳定性强等特点著称，为其军事力量的发展提供了有力支持。

近年来，俄罗斯科学家也在积极研究新的化学配方，致力于开发性能更优、环境影响较小的炸药。例如，俄罗斯正在研究将CL-20应用于提升导弹系统的性能，包括在巡航导弹、短程弹道导弹的弹头以及先进鱼雷和深水炸弹中使用，以增强武器的威力和效能，同时也在探索其他新型含能材料的研发与应用。

欧洲的德国、法国、英国等国家在炸药研制方面也有着较长的历史。德国在化学领域的深厚基础为炸药研发提供了有力支撑，曾在历史上开发出多种重要的炸药品种和相关技术。法国和英国在军事炸药的研究和应用方面也有一定的成果，并且在含能材料的基础研究方面持续投入，不断探索提高炸药性能和安全性的新方法。

日本在高性能炸药的研发方面也有一定的进展，尤其在材料科学和化学工程等相关领域的研究成果为炸药技术的发展提供了支持。日本的科研机构和企业在新型含能材料的合成、性能测试以及应用研究等方面开展了大量工作，致力于提高炸药的能量密度和安全性，以满足其在军事和民用领域的需求。

立体结构的含氮离子炸药合成工艺通常更为复杂，需要精确控制反应条件，如温度、压力、反应时间等，对生产设备和生产环境的要求也更高。这意味着企业需要投入更多的资金来建设和维护符合要求的生产设施，同时也需要专业的技术人员来操作和管理生产过程，这些都增加了制造成本。例如，CL-20炸药的生产过程中，“笼型”结构的合成需要严格控制多个反应步骤的条件，任何一个环节出现偏差都可能影响产品质量和产量，导致成本上升。

中国1981年TNT价格为1.5元/kg，黑索金RDX价格为6.7元/kg，钝化RDX价格为7.3元/kg，奥克托今HMX价格为160元/kg。美国1981年TNT价格为160美元/吨，换算后约0.16元/kg；黑索金RDX价格为353美元/吨，约0.35元/kg；钝化RDX价格为442美元/吨，约0.44元/kg；奥克托今HMX价格为2318美元/吨，约2.32元/kg。可见当时美国军用炸药价格比中国便宜很多，越是高级炸药，价格差距越大。

但这种优势在四代炸药上出现反转。中国是全球第一个突破四代炸药CL-20技术瓶颈的国家，通过技术攻关，已将CL-20的造价大幅降低至1克1元左右。美国早在20世纪80年代就开始研发CL-20，但因认为其制造工艺复杂，大规模部署时1公斤要消耗1000美元，成本过高，所以该炸药至今仍停留在实验室数据库阶段，未像中国这样实现实际运用。

含氮离子炸药的高性能使其在军事领域具有广阔的应用前景，如可用于制造高性能的弹药、导弹推进剂、火箭燃料等，能够有效提高武器装备的作战效能和远程打击能力，增强国家的军事威慑力。

CL-20炸药应用于东风-31A洲际导弹等，使导弹具备更高的精度、更强的穿透力和更远的射程，增强了中国的战略威慑力。东风-31A洲际导弹作为中国重要的核威慑力量之一，采用CL-20炸药后，性能得到显著提升，可更有效地突破敌方防御系统，对目标进行精确打击。

霹雳-15远程空对空导弹，使用CL-20炸药作为推进剂，射程超过150公里，远超美军的AIM-120导弹，极大地提升了中国空军在空战中的作战效能，使中国在超视距空战领域占据优势，能够在更远的距离上对敌方目标进行攻击，增加了空战的主动性和获胜几率。

CL-20炸药搭配高超音速导弹，成为对付美国航母战斗群的有效手段。其高能量密度和强大威力，能够让高超音速导弹在高速飞行的同时，具备更强的杀伤力和破坏力，增加对航母战斗群等大型目标的打击效果，使中国在反航母作战方面拥有更可靠的手段。

CL-20炸药的应用有助于实现武器的小型化。在洲际导弹等武器中，使用CL-20炸药可以在保证威力的前提下，减小战斗部的体积和重量，从而为实现多弹头技术创造条件，提高导弹的突防能力和打击效果。一枚导弹可以携带多个弹头，同时对多个目标进行攻击，增加了敌方防御的难度。

在火炮、火箭弹等常规弹药中使用CL-20炸药，能够显著提高弹药的威力和射程。相同口径和体积的火炮弹药，采用CL-20炸药后，爆炸威力更大，对目标的毁伤效果更好；火箭弹的射程也能得到大幅提升，使作战部队能够在更远的距离上对敌人实施打击，增强了火力支援的范围和强度除了军事应用外，中国科研人员还积极探索含氮离子炸药在民用领域的潜在应用，如在矿山开采、工程爆破、航天航空等领域，其高能量密度和清洁无污染的特点有望带来更加高效、环保的解决方案，为经济社会发展做出贡献。