Hitech logo

Нанотехнологии

Химики улучшили наноматериал для композитов и полимеров нового поколения

TODO:
Георгий Голованов23 мая 2018 г., 07:39

Нанотрубки из нитрида бора становятся все более эффективным материалом для создания композитов и полимеров нового поколения. Ученые Университета Райса (США), известного своими исследованиями в области нанотехнологий, нашли способ улучшить этот наноматериал при помощи изобретенного ими химического процесса.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Как и углеродные, нанотрубки из нитрида бора представляют из себя свернутые листы шестиугольных массивов. Они обладают изолирующими свойствами и могут дополнить возможности углеродных наноматериалов, которые используются в полупроводниках. До сих пор, однако, они упрямо сопротивлялись попыткам ученых извлечь из них пользу. Те самые свойства, которые придают им прочности и стабильность, особенно при высоких температурах, также мешали применять их в производстве новых видов материалов.

Обойти это препятствие химики смогли с помощью реакции Биллапса — Берча, разработанной профессором университета Эдвардом Биллапсом, которая освободила электроны для связи с другими атомами. Это позволило дать электрически инертному нитриду бора отрицательный заряд, что, в свою очередь, открыло их для взаимодействия с другими молекулами, в том числе, с алифатическими углеродными цепями.

Другими словами, такой химический процесс позволяет модифицировать свойства нанотрубок. В чистой форме они растворяются в воде, но как только их соединяют с алкильными цепями, они становятся гидрофобными. Затем, если поместить их в очень гидрофобный раствор, они становятся более дисперсными, чем в чистой форме.

Процесс начинается с добавления чистого аммиака в газообразной форме и охлаждения нанотрубок до -70 градусов С. В соединении с литием, натрием или калием освобождается множество электронов, которые быстро прикрепляются к нанотрубкам и создают «крепление» для других молекул. А если добавлять алкильные цепи медленно, открыли ученые, а не все сразу, связи улучшаются.   

После открытия этого феномена ученые потратили несколько месяцев на изучение его надежности. В результате весь процесс у них занимает всего один день, а не несколько, как в других случаях, сообщает Phys.org.