Des chercheurs chinois ont récemment fait état d'un processus mécanique innovant pour exfolier de manière contrôlée les nanofeuilles de nitrure de bore hexagonal (h-BNNS). Physique (LICP) de l'Académie des Sciences de Chine (CAS).

Les h-BNNS, avec une structure en nid d'abeille similaire au graphène, présentent d'excellentes propriétés chimiques et physiques, telles qu'une conductivité thermique élevée, une bonne résistance à l'oxydation, une résistance mécanique remarquable, une faible constante diélectrique, un pouvoir lubrifiant exceptionnel, une excellente biocompatibilité et des propriétés optiques .

Compte tenu de ces caractéristiques, les h-BNNS sont des matériaux prometteurs pour diverses applications, notamment les dispositifs électroniques hautes performances, les substrats diélectriques, la gestion thermique, la lubrification, les capteurs, les catalyseurs et les sorbants. Par conséquent, il est urgent de développer une méthode simple, contrôlable et évolutive pour produire des h-BNNS de haute qualité pour des applications commerciales.

Dans leurs nouvelles recherches, ZHANG et son équipe ont proposé une approche évolutive et contrôlable pour exfolier les h-BNNS de haute qualité à partir de flocons de h-BN.

"Cette méthode repose sur une réduction efficace de l'interaction entre les couches h-BNNS par une expansion volumique rapide de l'eau dans le givrage", a déclaré Zhang.

Généralement, les h-BNNS peuvent être préparés à l'aide d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et d'exfoliation physique. Le CVD peut produire des h-BNNS monocristallins monocouches à l'échelle d'une tranche, tandis que le processus d'exfoliation physique peut permettre une production évolutive de h-BNNS de petite taille.

Sur la base de simulations de dynamique moléculaire, les chercheurs ont suggéré que les groupes -OH peuvent provoquer une distorsion structurelle locale dans les défauts/bords des flocons h-BN pour former une "entrée" pour les molécules d'eau entrant dans la couche intermédiaire h-BNNS. Cela présente à son tour un nombre suffisant de liaisons hydrogène à durée de vie relativement longue qui peuvent générer des noyaux initiaux assez compacts pour la nucléation de la glace.

Les noyaux initiaux changent alors lentement de forme et de taille jusqu'à ce qu'ils atteignent un stade qui permet une expansion rapide lorsque la température chute brusquement. Cela se traduit par une augmentation de l'espacement entre les couches et une réduction des forces intercouches entre les couches h-BNNS adjacentes ainsi qu'une exfoliation efficace des h-BNNS lors de l'ultrasonication ultérieure.

"En ajustant les paramètres, ce processus d'exfoliation peut être utilisé pour produire de grandes quantités de différents h-BNNS de haute qualité", a déclaré le Dr An Lulu, premier auteur de l'étude.

"Cette méthode offre une méthode respectueuse de l'environnement pour exfolier les h-BNNS avec une épaisseur contrôlable par un processus de congélation rapide de l'eau et d'ultrasons ultérieur. Ces h-BNNS tels qu'obtenus peuvent être utilisés comme additifs polymères, charges thermoconductrices et retardateurs de flamme", a déclaré Prof. Yu Yuanlie, auteur correspondant de l'étude.

Cette étude a été publiée dans Cell Reports Physical Science . + Explorer plus loin

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