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一点肥皂简化了制作六边形氮化硼的2D纳米薄片

时间:2022-04-12 20:55:07 来源:

该图像显示由表面活性剂辅助的原子薄纳米片中的六方硼氮化物的剥离,这是水稻大学化学家改进的方法。

只是一点点肥皂有助于清理制备二维六边形氮化物(HBN)的具有挑战性的过程。

稻米大学化学家通过用表面活性剂(AKA SOAP)和水来源,米大学化学家已经找到了从其天然散装形式获得最大质量2D HBN纳米片。表面活性剂环绕并稳定显微薄片,保持其性质。

水稻化学家天使实验室的实验确定了制备HBN的稳定分散的“甜点”,其可以加工成非常薄的抗菌薄膜,该薄膜处理高达900摄氏度的温度(1,652华氏度)。

由Martí领导的工作,Alumna Ashleigh Smith McIvilliams和研究生CeciliaMartínez-Jiménez在美国化学社会期刊ACS应用纳米材料中详述。

“氮化硼材料很有意思,特别是因为它们非常耐热,”马蒂说。“它们是石墨烯和碳纳米管的光,但你可以将HBN放在火焰中,没有任何事情发生。”

他说,散装HBN便宜且易于获得,但将其加工成微观构建块一直是一项挑战。“第一步是能够剥离和分散它们,而是研究如何散落,”马蒂说。“当我们决定设定基准时,我们发现对石墨烯和纳米管非常有用的过程也不适用于氮化硼。”

在水中超声批量HBN成功地剥去了材料并使其可溶。“这让我们感到惊讶,因为纳米管或石墨烯只是漂浮在上面,”马蒂说。“分散在整个中的HBN,尽管它们并不特别稳定。

“结果证明氮化硼晶体的边界由胺和一氧化氮基团和硼酸制成,所有这些基团都是极性的(具有正面或负电荷),”他说。“所以当你去角落时,边缘充满了真正喜欢水的这些功能组。永远不会发生在石墨烯。“

含有九个表面活性剂的实验帮助他们找到了正确的类型和金额,以保持2D HBN免于丛生,而不会在超声处理期间切割过多的薄片。研究人员在水中使用了1重量%的每种表面活性剂,加入了20毫克散装HBN,然后搅拌并超声混合。

在低速率下旋转所得溶液,表现出最大的产量随着100重力离心的PF88,但最高质量的纳米蛋白酶来自8,000g离心的所有离子表面活性剂,具有最大的常见离子稳定性表面活性剂SDS和CTAC。

DTAB - 短甲基三甲基溴化铵 - 在高离心下,最佳地平衡2D HBN的产量和质量。

研究人员还制造了来自分散在SDS和水中的HBN纳米片的透明薄膜,以证明它们如何将它们加工成有用的产品。

“我们描述了生产高质量HBN薄片所需的步骤,”Martí说。“所有的步骤都很重要,我们能够揭示每个人的后果。”

参考:“了解表面活性剂的六边形氮化硼纳米液的剥离和分散:对抗菌和防水涂料的影响“通过Ashleigh D. Smith McIliams,CeciliaMartínez-jiménez,亚洲Matatyaho Ya'akobi,Cedric J.Ginestra,Yeshayahu Talmon,Matteo Pasquali和AngelA.Martí,1月7日,ACS应用纳米材料.doi:
10.1021 / ACSANM.0C02437

本文的共同作者是米饭研究生Cedric Ginestra;研究生亚洲Matatyaho Ya'akobi和Yeshayahu塔尔蒙,化学工程名誉教授,在技术Technion工业以色列理工学院;和Matteo Pasquali,A.J.Hartsook化学和生物分子教授,化学和材料科学和纳米工程中的稻米。Martí是生物工程和材料科学和纳米工程的化学教授。

国家科学基金会,墨西哥的科学研究空军办公室和全国科学技术委员会(Conacyt)支持了该研究。


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