Химики находят новый путь, чтобы сделать сильный 2D материал лучше для приложений

Шестиугольный нитрид бора является жестким, но ученые Университета Райса, что делает его легче ладить.

Двумерный ч-млрд, изоляционный материал, также известный как «белый графен», является в четыре раза жестче, чем сталь, и является отличным проводником тепла, пособие для композитов, которые полагаются на нее, чтобы улучшить их свойства.

Эти качества также делают H-БН трудно изменить. Его плотную гексагональную решетку из чередующихся атомов бора и азота обладает высокой устойчивостью к изменениям, в отличие от графена и другие 2D-материалы, которые могут быть легко изменены или функционализированных — с другими элементами.

Лаборатория риса химик Марти Ангел опубликовал протокол повышение з-БН с углеродными цепями. Они делают 2Д крутой парень в материал, который сохраняет свою прочность, но создает более благоприятные условия для связывания с полимерами, или других материалов в композитах.

Бумажная лаборатория в Американского химического общества Журнал физической химии предполагает, ч-bn могут быть сделаны более диспергируемые в органических растворителях, а также. Марти и его команда изменила Биллапс-Береза процессе реакции они успешно используются для изменения нанотрубки нитрида бора, чтобы напасть на обороноспособность ч-bn и ковалентно присоединить угли.

Снижение березы, открытая в 1940-х и усиливается в 2004 году профессор Райс Почетный химии Биллапс Эдварда functionalize углеродных нанотрубок, освобождает электроны связываются с другими атомами. В процессе рис, Марти и его команда могут контролировать количество ч-млрд функционализации путем изменения количества лития в реакции.

Литий является щелочным металлом, который проливает свободных электронов в сочетании с сжиженного аммиака. Смешать с ч-БН хлопья и источников углерода, 1-Bromododecane в этом случае реакция производит алкильный радикал, химическое соединение, которое реагирует с H-bn и делает облигаций.

Марти сказал, что это лучший способ нашли так далеко, чтобы изменить ч-млрд, который сопротивляется переменам, даже при высоких температурах. «Вы берете немного графита и положил его в печи при температуре 800 градусов (по Цельсию), и это не будет», — сказал он. «Вы возьмите шестиугольный нитрид бора и сделать то же самое, и оно будет тебе улыбаться.

«Что дает вам представление о том, насколько стабильной она есть, и это проблема, которую мы хотели решить», — сказал Марти. «Материал хороший для некоторых приложений, но для управления своим свойствам для производства, вы должны ишачить разных групп на поверхности.»

Он сказал, что 20-к-1, молярное соотношение лития к ч-млрд оптимизирован процесс прививки углеродных цепей к поверхности и краям.

Поскольку база ч-БН остается стабильным при высоких температурах, то его можно вернуть в первозданный вид, просто сжигая функциональных цепей.

В то время как H-bn является естественным гидрофильным (притягивающим воду), функциональные угли сделать их почти гидрофобные (вода-исключение), хорошее свойство для изготовления защитных пленок, — сказал Марти. Но даже при увеличении, хлопья остаются поддается дисперсия в неполярных растворителях.

Марти сказал, что его группа изучает то, что другие виды молекул могут быть привиты на белый графен. «Как насчет бензола группы? Насчет эфиров? Что насчет группы, который сделает его совместимым с другими материалами?

«Есть большой интерес в создании композиционных материалов между H-БН нитрида бора нанотрубок и полимеров», — сказал он. «В конечном счете, мы хотели бы ишачить различных групп на ч-bn и построить библиотеку, рода элементов, функциональных групп, которые могут быть использованы с этими материалами.»