Pinapadali ng isang maliit na sabon ang paggawa ng 2D nanoflakes ng hexagonal boron nitride

Ipinapakita ng pigura ang pagtuklap ng hexagonal boron nitride sa mga atomikong manipis na sinusuportahang nanoparticle, isang proseso na pino ng mga chemist sa Rice University. Kredito: Studio Ella Maru

Ang mga eksperimento sa Rice Lab ay nagpapabuti sa pagproseso ng hexagonal boron nitride.

Ang kaunting sabon lamang ay tumutulong sa paglilinis ng hinihingi na proseso ng paghahanda ng dalawang-dimensional na hexagonal boron nitride (hBN).

Ang mga Chemist sa Rice University ay nakakita ng isang paraan upang makuha ang maximum na dami ng kalidad na 2D hBN nanosheets mula sa kanilang natural na form ng bulto sa pamamagitan ng paggamot sa isang surfactant (aka sabon) at tubig. Ang surfactant ay pumapaligid at nagpapatatag ng mga mikroskopiko na natuklap at pinapanatili ang kanilang mga pag-aari.

Ang mga eksperimento ng chemist laboratory na si Rice Angel Martí ay nakilala ang isang “sweet spot” para sa paggawa ng matatag na dispersion ng hBN na maaaring maproseso sa napaka manipis na mga pelikulang antibacterial na maaaring hawakan ang temperatura hanggang 900 degree. Celsius (1652 degree Fahrenheit).

Ang gawain, sa pamumuno ni Martí, nagtapos ng Ashleigh Smith McWilliams at mag-aaral na nagtapos sa Cecilia Martínez-Jiménez, ay inilarawan nang detalyado sa American Chemical Society. Inilapat ng ACS ang mga nanomaterial.

“Ang mga materyales ng Boron nitride ay kagiliw-giliw, lalo na dahil ang mga ito ay labis na lumalaban sa init,” sabi ni Martí. “Magaan din sila.” gulaman at carbon nanotubes, ngunit maaari mong ilagay ang hBN sa apoy at walang mangyayari dito. “

Sinabi niya na ang maramihang hBN ay mura at madaling makuha, ngunit ang pagproseso nito sa microscopic building blocks ay isang hamon. “Ang unang hakbang ay ang kakayahang alisan ng balat at kalatain sila, ngunit ang pagsasaliksik sa kung paano ito gawin ay na-disperse,” sabi ni Martí. “Nang magpasya kaming itakda ang sukatan, nalaman namin na ang mga proseso na lubhang kapaki-pakinabang para sa graphene at nanotubes ay hindi gumana rin para sa boron nitride.”

Ang sonikong maramihang hBN sa tubig ay matagumpay na na-exfoliate ang materyal at ginawa itong natutunaw. “Nagulat kami dahil ang mga nanotube o graphene ay nakalutang sa itaas,” sabi ni Martí. “Ang mga HBN ay nagkalat, kahit na hindi sila partikular na matatag.”

“Ang mga hangganan ng mga kristal na boron nitride ay ipinapakita na ginawa ng mga pangkat ng amine at oksido at mga boron.” acidat lahat ng mga pangkat na ito ay polar (na may positibo o negatibong singil), “aniya. “Kaya’t kapag pinag-alis mo ang mga ito, ang mga gilid ay puno ng mga gumaganang pangkat na talagang gusto ang tubig.” Hindi ito mangyayari sa graphene. “

Ang mga eksperimento na may siyam na surfactant ay nakatulong sa kanila na makahanap ng tamang uri at halaga upang maiwasan ang 2D hBN mula sa pag-clumping nang hindi pinuputol ang mga indibidwal na natuklap sa panahon ng sonication. Gumamit ang mga mananaliksik ng 1% na bigat ng bawat surfactant sa tubig, nagdagdag ng 20 milligrams ng libreng daloy na hBN, pagkatapos ay ihalo ang halo at sonikado.

Ang pag-ikot ng mga nagresultang solusyon sa mababa at mataas na bilis ay nagpakita na ang pinakamataas na ani ay para sa surfactant na kilala bilang PF88 sa 100-gravity centrifugation, ngunit ang pinakamataas na kalidad na nanosets ay nagmula sa lahat ng mga ionic surfactant na 8,000 g centrifugation, na may pinakamataas na katatagan mula sa maginoo na ionic surfactants. aktibong sangkap SDS at CTAC.

Ang DTAB – maikli para sa dodecyltrimethylammonium bromide – pinatunayan na pinakamahusay sa mataas na centrifugation sa pagbabalanse ng ani at kalidad ng 2D hBN.

Ang mga mananaliksik ay gumawa din ng isang transparent na pelikula mula sa hBN nanosheets na nakakalat sa SDS at tubig upang maipakita kung paano sila maproseso sa mga kapaki-pakinabang na produkto.

“Ilalarawan namin ang mga hakbang na kailangan mong gawin upang makagawa ng mataas na kalidad na mga natuklap na hBN,” sabi ni Martí. “Ang lahat ng mga hakbang ay mahalaga at nagawa nating linawin ang mga kahihinatnan ng bawat isa.”

Sanggunian: “Pag-unawa sa Pagtuklap at Pagkalat ng Nanosexagonal Boron Nitrides ng mga Surfactant: Mga Implikasyon para sa Antibacterial at Heat Resistant Coatings” Ashleigh D. Smith McWilliams, Cecilia Martinez-Jimenez, Asia Matatyaho Ya’akobi, Cedric J. Ginestra, Yeshayahu Talmon Matteo Pasquali Angel A. Martí, Enero 7, 2021, Inilapat ng ACS ang mga nanomaterial.
DOI: 10,1021 / acsanm.0c02437

Ang mga kapwa may-akda ng artikulo ay ang mag-aaral na nagtapos ng bigas na si Cedric Ginestra; Ang mag-aaral na nagtapos sa Asya na si Matatyaho Ya’akobi at Yeshayahu Talmon, Propesor Emeritus ng Chemical Engineering, sa Technion-Israel Institute of Technology; at Matteo Pasquali, Propesor ng Kemikal at Biomolecular Engineering na si AJ Hartsook, Chemistry at Materyal na Agham at Nanoengineering sa Rice. Si Martí ay isang propesor ng kimika, bioengineering at materyal na agham at nanoengineering.

Ang pananaliksik ay suportado ng National Science Foundation, ang Air Force Office of Scientific Research at ang National Council of Science and Technology (CONACyT).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Doblein ang bilang ng mga kilalang lente ng gravity gamit ang artipisyal na intelihensiya

Mga halimbawa ng mga gravity lens sa data ng Pag-aaral ng Pamana ng DESI. Kredito: DESI Heritage Imaging Surveys / LBNL / DOE...

Pagkuha ng mga materyales sa 2D para sa pagikot

Paglalarawan ng artistikong konsepto ng Spintronic. Ang mga siyentista mula sa Unibersidad ng Tsukuba at ang Institute of High Pressure Physics ay gumagawa ng isang...

Natuklasan ng mga Mananaliksik ang Kamakailang Genetic Communication sa Pagitan ng Mga Chimpanzee Subspecies

Ang mga sample ng dumi ng Chimpanzee ay nakolekta sa buong Africa upang matukoy kung ang mga tao ay kamakailan-lamang na konektado sa kabila...

Ang “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Newsletter

Subscribe to stay updated.