新方法有助于剥离六方氮化硼纳米片

研究人员最近报道了一种可控剥离六方氮化硼纳米片(h-BNNSs)的创新机械工艺。该方法被称为“水冰触发剥离工艺”，由兰州化工研究所张俊彦教授课题组提出。科学院(CAS)物理学(LICP)。

h-BNNSs具有类似于石墨烯的蜂窝状结构，具有优异的化学和物理性能，如高导热性、良好的抗氧化性、显着的机械强度、低介电常数、优异的润滑性、优异的生物相容性和光学性能.

鉴于这些特性，h-BNNS 是用于各种应用的有前途的材料，包括高性能电子器件、介电基板、热管理、润滑、传感器、催化剂和吸附剂。因此，迫切需要开发一种简单、可控且可扩展的方法来生产用于商业应用的高质量 h-BNNS。

在他们的新研究中，张和他的团队提出了一种可扩展且可控的方法来从 h-BN 薄片中剥离高质量的 h-BNNS。

“这种方法依赖于通过结冰中水的快速体积膨胀来有效减少 h-BNNS 层间相互作用，”张说。

通常，可以使用化学气相沉积 (CVD) 和物理剥离工艺制备 h-BNNS。CVD可以生产晶圆级的单晶单层h-BNNSs，而物理剥离工艺可以实现小尺寸h-BNNSs的规模化生产。

基于分子动力学模拟，研究人员提出，-OH 基团会导致 h-BN 薄片缺陷/边缘的局部结构变形，从而形成水分子进入 h-BNNS 夹层的“入口”。这反过来又提供了足够数量的相对长寿命的氢键，这些氢键可以为冰核生成相当紧凑的初始核。

然后，初始原子核的形状和大小会缓慢变化，直到它们达到一个随着温度急剧下降而允许快速膨胀的阶段。这导致层间距增加和相邻 h-BNNS 层之间的层间力减小，以及在后续超声处理期间 h-BNNS 的有效剥离。

“通过调整参数，这种剥离过程可用于生产大量不同的高质量 h-BNNS，”该研究的第一作者 An Lulu 博士说。

“这种方法提供了一种环保的方法，通过快速水冷冻和随后的超声处理过程来剥离厚度可控的 h-BNNSs。这些获得的 h-BNNSs 可用作聚合物添加剂、导热填料和阻燃剂，”说该研究的通讯作者于元烈教授。

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