Des chercheurs de l'Université Rice ont découvert que des feuilles de nitrure de bore hexagonal (h-BN) d'une épaisseur minimale d'un atome peuvent protéger les métaux dans des environnements difficiles jusqu'à 1, 100 degrés Celsius. L'image du haut montre du nickel non revêtu oxydé après exposition à haute température dans un environnement riche en oxygène. La seconde montre du nickel exposé aux mêmes conditions avec une couche de 5 nanomètres de h-BN. La troisième montre des images au microscope électronique de deux, Trois, films h-BN à quatre et plusieurs couches. L'image du bas d'une feuille de h-BN montre l'arrangement hexagonal des atomes d'azote (brillant) et de bore. Crédit :Zheng Liu
(Phys.org) —Les feuilles atomiquement minces de nitrure de bore hexagonal (h-BN) ont l'avantage pratique de protéger ce qui se trouve en dessous de l'oxydation même à des températures très élevées, Des chercheurs de l'Université Rice ont découvert.
Une ou plusieurs couches du matériau parfois appelées "graphène blanc" empêchent les matériaux de s'oxyder - ou de rouiller - jusqu'à 1, 100 degrés Celsius (2, 012 degrés Fahrenheit), et peut être assez grand pour des applications industrielles, ils ont dit.
L'étude Rice dirigée par les scientifiques des matériaux Pulickel Ajayan et Jun Lou apparaît dans le journal en ligne Communication Nature .
La prévention de l'oxydation est déjà une grosse affaire, mais aucun produit disponible ne fonctionne actuellement à l'échelle de ce que propose le laboratoire Rice. Les chercheurs voient le potentiel de très grandes feuilles de h-BN de seulement quelques atomes d'épaisseur fabriquées par des méthodes de dépôt en phase vapeur évolutives.
"Nous pensons que cela ouvre de nouvelles opportunités pour les matériaux bidimensionnels, " dit Lou, professeur agrégé de génie mécanique et de science des matériaux. « Tout le monde a parlé de ces matériaux pour appareils électroniques ou photoniques, mais si cela peut être réalisé à grande échelle, il va couvrir un large éventail d'applications."
Lou a déclaré que la protection ultrafine h-BN pourrait trouver sa place dans les turbines, moteurs à réaction, l'exploration pétrolière ou les environnements sous-marins ou autres environnements difficiles où une taille et un poids minimaux seraient un avantage, bien que l'usure et l'abrasion puissent devenir un problème et que des épaisseurs optimales doivent être élaborées pour des applications spécifiques.
C'est effectivement invisible aussi, ce qui peut le rendre utile pour protéger les cellules solaires contre les éléments, il a dit. "Essentiellement, cela peut être un revêtement de matériau structurel très utile, " dit Lou.
Les chercheurs ont fabriqué de petites feuilles de h-BN par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), un processus, selon eux, devrait être évolutif pour la production industrielle. Ils ont d'abord fait pousser le matériau mince sur une feuille de nickel et l'ont trouvé résistant à des températures élevées dans un environnement riche en oxygène. Ils ont également cultivé du h-BN sur du graphène et ont découvert qu'ils pouvaient transférer des feuilles de h-BN sur du cuivre et de l'acier avec des résultats similaires.
"Ce qui est étonnant, c'est que ces couches sont ultrafines et résistent à des températures aussi ultra-élevées, " Ajayan a dit. " À quelques nanomètres de large, il s'agit d'un revêtement totalement non invasif. Ils ne prennent presque pas de place."
