Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han descubierto una ruta para alterar el nitruro de boro, un material en capas en 2D, para que pueda unirse a otros materiales, como los que se encuentran en la electrónica, biosensores y aviones, por ejemplo. Ser capaz de mejorar-incorporar nitruro de boro en estos componentes podría ayudar a mejorar drásticamente su rendimiento.
La comunidad científica lleva mucho tiempo interesada en el nitruro de boro debido a sus propiedades únicas: es fuerte, ultradelgada, transparente, aislante, liviana y térmicamente conductora, lo que, en teoría, lo convierte en un material perfecto para el uso de ingenieros enuna amplia variedad de aplicaciones. Sin embargo, la resistencia natural del nitruro de boro a los productos químicos y la falta de sitios de unión molecular a nivel de superficie han dificultado que el material interactúe con otros materiales utilizados en estas aplicaciones.
Vikas Berry de UIC y sus colegas son los primeros en informar que el tratamiento con un superácido hace que las capas de nitruro de boro se separen en láminas atómicamente gruesas, al tiempo que crean sitios de unión en la superficie de estas láminas que brindan oportunidades para interactuar con nanopartículas, moléculas y otrosNanomateriales 2D, como el grafeno. Esto incluye nanotecnologías que usan nitruro de boro para aislar los nanocircuitos.
Sus hallazgos se publican en ACS Nano , una revista de la American Chemical Society.
"El nitruro de boro es como una pila de papeles muy pegajosos en una resma, y al tratar esta resma con ácido clorosulfónico, introdujimos cargas positivas en las capas de nitruro de boro que hicieron que las láminas se repelen y se separen", dijo Berry,profesor asociado y jefe de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor correspondiente del artículo.
Berry dijo que "como imanes de la misma polaridad", estas láminas de nitruro de boro cargadas positivamente se repelen entre sí.
"Mostramos que las cargas positivas en las superficies de las láminas separadas de nitruro de boro lo hacen más activo químicamente", dijo Berry. "La protonación, la adición de cargas positivas a los átomos, de los átomos de nitrógeno internos y de borde crea unandamio al que se pueden unir otros materiales "
Berry dijo que las oportunidades para que el nitruro de boro mejore los materiales compuestos en las aplicaciones de próxima generación son enormes.
"El boro y el nitrógeno están a la izquierda y a la derecha del carbono en la tabla periódica y, por lo tanto, el nitruro de boro es isoestructural y isoelectrónico al grafeno a base de carbono, que se considera un 'material maravilloso'", dijo Berry. Esto significaEstos dos materiales son similares en su estructura cristalina atómica isoestructural y en su densidad electrónica general isoeléctrica, dijo.
"Potencialmente podemos usar este material en todo tipo de electrónica, como dispositivos optoelectrónicos y piezoeléctricos, y en muchas otras aplicaciones, desde capas de pasivación de células solares, que funcionan como filtros para absorber solo ciertos tipos de luz, hasta dispositivos de diagnóstico médico", Dijo Berry.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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