Un team di scienziati guidato dall'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia ha sviluppato un nuovo modo per produrre nanofogli bidimensionali separando i materiali sfusi con azoto liquido non tossico. Il processo ecologico genera un aumento di 20 volte della superficie per foglio, che potrebbe ampliare le applicazioni commerciali dei nanomateriali.

"In realtà è una procedura molto semplice, " ha detto il chimico dell'ORNL Huiyuan Zhu, che è coautore di uno studio pubblicato in Angewandte Chemie Edizione Internazionale . "Abbiamo riscaldato il nitruro di boro disponibile in commercio in una fornace a 800 gradi Celsius per espandere gli strati 2D del materiale. Quindi, abbiamo subito immerso il materiale in azoto liquido, che penetra attraverso gli intercalari, si gassifica in azoto, ed esfolia, o separa, il materiale in strati ultrasottili."

Nanofogli di nitruro di boro potrebbero essere utilizzati nella separazione e catalisi, come trasformare il monossido di carbonio in anidride carbonica nei motori a benzina. Possono anche fungere da assorbente per raccogliere i rifiuti pericolosi. Zhu ha affermato che il processo di esfoliazione del gas controllato del team potrebbe essere utilizzato per sintetizzare altri nanomateriali 2D come il grafene, che ha potenziali applicazioni nei semiconduttori, fotovoltaico, elettrodi e depurazione dell'acqua.

A causa della versatilità e del potenziale commerciale dei nanomateriali 2D dello spessore di un atomo, gli scienziati stanno cercando modi più efficienti per produrre fogli più grandi. Le attuali procedure di esfoliazione utilizzano sostanze chimiche aggressive che producono sottoprodotti pericolosi e riducono la quantità di superficie per nanofoglio, ha detto Zhu.

«In questo caso particolare, la superficie dei nanofogli di nitruro di boro è di 278 metri quadrati per grammo, e il materiale di nitruro di boro disponibile in commercio ha una superficie di soli 10 metri quadrati per grammo, " Zhu ha detto. "Con 20 volte più superficie, il nitruro di boro può essere usato come ottimo supporto per la catalisi."

Sono previste ulteriori ricerche per espandere la superficie dei nanofogli di nitruro di boro e anche testare la loro fattibilità nel ripulire lo scarico del motore e migliorare l'efficienza delle celle a combustibile a idrogeno.