I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Chicago hanno scoperto un percorso per alterare il nitruro di boro, un materiale 2-D stratificato, in modo che possa legarsi ad altri materiali, come quelli che si trovano nell'elettronica, biosensori e aeroplani, Per esempio. Essere in grado di incorporare meglio il nitruro di boro in questi componenti potrebbe aiutare a migliorare notevolmente le loro prestazioni.

La comunità scientifica è da tempo interessata al nitruro di boro per le sue proprietà uniche:è forte, ultra sottile, trasparente, isolante, leggero e termicamente conduttivo, che, in teoria, lo rende un materiale perfetto per l'uso da parte degli ingegneri in un'ampia varietà di applicazioni. Però, La resistenza naturale del nitruro di boro alle sostanze chimiche e la mancanza di siti di legame molecolare a livello superficiale hanno reso difficile l'interfaccia del materiale con altri materiali utilizzati in queste applicazioni.

Vikas Berry dell'UIC e i suoi colleghi sono i primi a segnalare che il trattamento con un superacido provoca la separazione degli strati di nitruro di boro in fogli atomicamente spessi, durante la creazione di siti di legame sulla superficie di questi fogli che offrono opportunità di interfacciarsi con le nanoparticelle, molecole e altri nanomateriali 2-D, come il grafene. Ciò include le nanotecnologie che utilizzano il nitruro di boro per isolare i nanocircuiti.

I loro risultati sono pubblicati in ACS Nano , una rivista dell'American Chemical Society.

"Il nitruro di boro è come una pila di fogli molto appiccicosi in una risma, e trattando questa risma con acido clorosolfonico, abbiamo introdotto cariche positive sugli strati di nitruro di boro che hanno fatto sì che i fogli si respingano l'un l'altro e si separino, " disse Berry, professore associato e capo di ingegneria chimica presso l'UIC College of Engineering e autore corrispondente dell'articolo.

Berry ha detto che "come magneti della stessa polarità, " questi fogli di nitruro di boro carichi positivamente si respingono l'un l'altro.

"Abbiamo dimostrato che le cariche positive sulle superfici dei fogli di nitruro di boro separati lo rendono più chimicamente attivo, " Berry ha detto. "La protonazione - l'aggiunta di cariche positive agli atomi - di atomi di azoto interni e di bordo crea un'impalcatura a cui possono legarsi altri materiali".

Berry ha affermato che le opportunità per il nitruro di boro di migliorare i materiali compositi nelle applicazioni di prossima generazione sono vaste.

"Il boro e l'azoto sono a sinistra e a destra del carbonio sulla tavola periodica e quindi, il nitruro di boro è isostrutturale e isoelettronico al grafene a base di carbonio, che è considerato un 'materiale meraviglioso, '" ha detto Berry. Ciò significa che questi due materiali sono simili nella loro struttura cristallina atomica (isostrutturale) e nella loro densità elettronica complessiva (isoelettrica), Egli ha detto.

"Possiamo potenzialmente utilizzare questo materiale in tutti i tipi di elettronica, come dispositivi optoelettronici e piezoelettrici, e in molte altre applicazioni, da strati di passivazione di celle solari, che funzionano come filtri per assorbire solo alcuni tipi di luce, ai dispositivi medico-diagnostici, " ha detto Berry.