Is boornitride de nieuwe koolstof? Een visie, uitgelijnd

Net als grafeen heeft hexagonaal boornitride een moleculaire structuur die lijkt op kippengaas. In grafeen is deze kippengaasconfiguratie volledig gemaakt van koolstofatomen, gerangschikt in een zich herhalend patroon van zeshoeken. Voor hBN zijn de zeshoeken samengesteld uit afwisselende atomen van boor en stikstof. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers ontdekt dat tweedimensionale platen van hBN uitzonderlijke eigenschappen van sterkte, stijfheid en veerkracht vertonen bij hoge temperaturen. Wanneer vellen hBN in de vorm van nanobuisjes worden gerold, worden deze eigenschappen verder verbeterd, vooral wanneer de nanobuisjes zijn uitgelijnd, zoals kleine bomen in een dicht opeengepakt bos.

Maar het vinden van manieren om stabiele BNNT's van hoge kwaliteit te synthetiseren, is een uitdaging gebleken. Een handvol pogingen om dit te doen hebben geleid tot niet-uitgelijnde vezels van lage kwaliteit.

"Als je ze kunt uitlijnen, heb je een veel betere kans om de eigenschappen van BNNT op bulkschaal te benutten om echte fysieke apparaten, composieten en membranen te maken", zegt Wardle.

In 2020 ontdekten Rong Xiang en collega's van de Universiteit van Tokio dat ze hoogwaardige boornitride-nanobuisjes konden produceren door eerst een conventionele benadering van chemische dampafzetting te gebruiken om een ​​woud van korte, enkele micronlange koolstofnanobuisjes te laten groeien. Vervolgens bekleedden ze het op koolstof gebaseerde bos met "voorlopers" van boor- en stikstofgas, die bij het bakken in een oven bij hoge temperaturen kristalliseerden op de koolstofnanobuisjes om hoogwaardige nanobuisjes van hexagonaal boornitride met koolstofnanobuisjes erin te vormen.