Pesquisadores da Universidade de Illinois em Chicago descobriram uma rota para alterar o nitreto de boro, um material 2-D em camadas, para que possa se ligar a outros materiais, como aqueles encontrados na eletrônica, biossensores e aviões, por exemplo. Ser capaz de incorporar melhor o nitreto de boro a esses componentes pode ajudar a melhorar drasticamente seu desempenho.

A comunidade científica há muito se interessa pelo nitreto de boro por causa de suas propriedades únicas - é forte, ultra fino, transparente, isolante, leve e termicamente condutivo, que, em teoria, o torna um material perfeito para ser usado por engenheiros em uma ampla variedade de aplicações. Contudo, A resistência natural do nitreto de boro a produtos químicos e a falta de locais de ligação molecular no nível da superfície dificultaram a interface do material com outros materiais usados ​​nessas aplicações.

Vikas Berry da UIC e seus colegas são os primeiros a relatar que o tratamento com um superácido faz com que as camadas de nitreto de boro se separem em camadas atomicamente espessas, ao criar locais de ligação na superfície dessas folhas que fornecem oportunidades de interface com as nanopartículas, moléculas e outros nanomateriais 2-D, como o grafeno. Isso inclui nanotecnologias que usam nitreto de boro para isolar nanocircuitos.

Suas descobertas são publicadas em ACS Nano , um jornal da American Chemical Society.

"O nitreto de boro é como uma pilha de papéis altamente pegajosos em uma resma, e tratando esta resma com ácido clorossulfônico, introduzimos cargas positivas nas camadas de nitreto de boro que fizeram com que as folhas se repelissem e se separassem, "disse Berry, professor associado e chefe de engenharia química na UIC College of Engineering e autor correspondente no artigo.

Berry disse que "como ímãs da mesma polaridade, "essas folhas de nitreto de boro carregadas positivamente se repelem.

"Mostramos que as cargas positivas nas superfícies das folhas de nitreto de boro separadas as tornam mais quimicamente ativas, "Berry disse." A protonação - a adição de cargas positivas aos átomos - de átomos de nitrogênio internos e externos cria uma estrutura à qual outros materiais podem se ligar. "

Berry disse que as oportunidades para o nitreto de boro melhorar os materiais compostos em aplicações de próxima geração são vastas.

"O boro e o nitrogênio estão à esquerda e à direita do carbono na tabela periódica e, portanto, o nitreto de boro é isoestrutural e isoeletrônico ao grafeno à base de carbono, que é considerado um 'material maravilhoso, '"Berry disse. Isso significa que esses dois materiais são semelhantes em sua estrutura cristalina atômica (isoestrutural) e sua densidade eletrônica geral (isoelétrica), ele disse.

"Podemos usar potencialmente este material em todos os tipos de eletrônicos, como dispositivos optoeletrônicos e piezoelétricos, e em muitos outros aplicativos, das camadas de passivação de células solares, que funcionam como filtros para absorver apenas certos tipos de luz, para dispositivos de diagnóstico médico, "Berry disse.