研究确定了去除氮化硼纳米管中杂质的方法

　　洛杉矶，1月21日(ANI):莱斯大学的研究人员开发了一种生产高纯度氮化硼纳米管的新方法。这些中空的圆柱形结构可以承受高达900摄氏度(约1652华氏度)的温度，并且重量比钢更坚固。

　　能够承受极高温度的坚固轻质材料可能为下一代航天器开辟道路，改善现有电子设备，并使独特的生物医学成像或储氢应用的发展成为可能。

　　根据发表在《材料化学》杂志上的一篇报告，由Angel Marti领导的赖斯大学研究人员发现了如何使用磷酸去除氮化硼纳米管中的坚硬杂质，并对过程进行微调。

　　“挑战在于，在材料合成过程中，除了管道，我们最终会得到很多额外的东西，”化学博士生、该研究的主要作者凯文·舒玛德(Kevin Shumard)说。“作为科学家，我们希望尽可能使用最纯净的材料，这样我们就可以在实验中限制变量。这项工作使我们更接近于制造具有改造整个行业潜力的材料，当用作金属或陶瓷复合材料的添加剂时，使其更加坚固。”

　　通常影响纳米管质量和实用性的“额外物质”是氮化硼笼，这是一种中空的球形结构，包裹着硼颗粒。一篇论文表明，磷酸可以作为氮化硼润湿剂，这激发了研究人员探索是否可以使用这种酸来去除笼子。

　　“我们没有预料到会有反应，”化学、生物工程、材料科学和纳米工程教授、赖斯新兴学者项目化学主席和教职员主任Marti说。

　　事实上，在室温下，什么也没发生。但当他们把东西加热时，研究人员得到了一个惊喜。

　　“当我们通过显微镜观察时，我们没有看到管子和笼子，”马蒂说。“取而代之的是金字塔。”

　　研究人员了解到高温和酸浓度对氮化硼具有破坏性，因此他们修改了他们的假设，转而旨在调整反应，只破坏材料中不需要的结构。

　　“通过大量的实验，我们为纳米管的净化开发了一个全新的方向，”Shumard说。

　　“我花了很多时间在电子显微镜前，读了很多关于氮化硼纳米管图像的论文。我们可以制造的材料是迄今为止我见过的最纯净的管子。”

　　研究人员计划继续努力提高反应产量，以便生产出足够的纳米管来制造纤维，这可能是一种合适的、更可持续的钢铁替代品。

　　“氮气占大气的70%，而硼在岩石中含量非常丰富，”Shumard说。“这项工作可以成为更好的建筑材料的垫脚石，无论是在强度还是可持续性方面。”

　　氮化硼纳米管的结构与碳纳米管非常相似，它们的一些性能，如抗拉强度和导热性也非常相似。然而，氮化硼纳米管更有弹性，而且它们的一些特性与碳纳米管互补。

　　“例如，碳纳米管可以是电导体或半导体，而氮化硼纳米管是绝缘体，”马蒂说。

　　“氮化硼纳米管的科学并不像碳纳米管的科学那样发达，这是我们希望在研究中解决的一个差距，因为我们认为高效可靠地生产纯氮化硼纳米管的能力对许多行业都很重要。””(ANI)