Pesquisadores chineses relataram recentemente um processo mecânico inovador para esfoliação controlada de nanofolhas de nitreto de boro hexagonais (h-BNNSs). Física (LICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS).
h-BNNSs, com uma estrutura semelhante a favo de mel semelhante ao grafeno, apresentam excelentes propriedades químicas e físicas, como alta condutividade térmica, boa resistência à oxidação, notável resistência mecânica, baixa constante dielétrica, excelente lubricidade, excelente biocompatibilidade e propriedades ópticas .

Dadas essas características, os h-BNNSs são materiais promissores para diversas aplicações, incluindo dispositivos eletrônicos de alto desempenho, substratos dielétricos, gerenciamento térmico, lubrificação, sensores, catalisadores e sorventes. Como resultado, desenvolver um método simples, controlável e escalável para produzir h-BNNSs de alta qualidade para aplicações comerciais é uma necessidade urgente.

Em sua nova pesquisa, ZHANG e sua equipe propuseram uma abordagem escalável e controlável para esfoliar h-BNNSs de alta qualidade a partir de flocos de h-BN.

"Este método baseia-se na redução eficiente da interação intercamada h-BNNS pela rápida expansão do volume de água na cobertura", disse Zhang.

Geralmente, h-BNNSs podem ser preparados usando um processo de deposição química de vapor (CVD) e esfoliação física. A CVD pode produzir h-BNNSs de monocamada de cristal único em escala de wafer, enquanto o processo de esfoliação física pode alcançar a produção escalável de h-BNNSs de pequeno porte.

Com base em simulações de dinâmica molecular, os pesquisadores sugeriram que os grupos -OH podem causar distorção estrutural local nos defeitos/bordas dos flocos de h-BN para formar uma "entrada" para moléculas de água que entram na camada intermediária de h-BNNS. Isso, por sua vez, apresenta um número suficiente de ligações de hidrogênio de vida relativamente longa que podem gerar núcleos iniciais bastante compactos para nucleação de gelo.

Os núcleos iniciais então mudam lentamente de forma e tamanho até atingirem um estágio que permite uma rápida expansão à medida que a temperatura cai bruscamente. Isso resulta em um aumento no espaçamento entre as camadas e na redução das forças entre as camadas adjacentes de h-BNNS, bem como esfoliação eficiente de h-BNNSs durante a ultrassônica subsequente.

"Ao ajustar os parâmetros, este processo de esfoliação pode ser usado para produzir grandes quantidades de diferentes h-BNNSs de alta qualidade", disse o Dr. An Lulu, primeiro autor do estudo.

"Este método oferece um método ecologicamente correto para esfoliar h-BNNSs com espessura controlável por um rápido processo de congelamento de água e subsequente processo de ultra-som. Esses h-BNNSs obtidos podem ser usados ​​como aditivos poliméricos, cargas condutoras térmicas e retardantes de chama", disse Prof. Yu Yuanlie, autor correspondente do estudo.

Este estudo foi publicado em Cell Reports Physical Science . + Explorar mais

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