Mažas muilas leidžia lengvai pagaminti 2D nanodalelius iš šešiakampio boro nitrido

Paveikslėlyje parodyta šešiakampio boro nitrido šveitimas atomiškai plonuose nano lakštuose, padedant paviršinio aktyvumo medžiagoms – šį procesą patobulino Rice universiteto chemikai. Kreditas: „Ella Maru“ studija

Ryžių laboratoriniai eksperimentai pagerina šešiakampio boro nitrido apdorojimą.

Jei tai tik nedidelis muilas, tai padeda išsiaiškinti, kaip paruošti dvimatį šešiakampį boro nitridą (hBN).

Ryžių universiteto chemikai rado būdą, kaip iš natūralios pakuotės gauti aukštos kokybės 2D hBN nano lakštus, juos apdorojant paviršinio aktyvumo medžiaga (muilu ir vandeniu). Paviršinio aktyvumo medžiaga supa ir stabilizuoja mikroskopinius dribsnius, išsaugodama jų savybes.

Eksperimentai chemiko Angelo Martí Arrozo laboratorijoje nustatė „saldžią vietą“ stabiliems hBN dispersijoms, kurias galima apdoroti labai plonomis plėvelėmis nuo bakterijų, kurios valdo iki 900 laipsnių temperatūrą. Celsijaus (1 652 laipsniai Farenheitas).

Darbas, kurį režisavo Martí, buvęs studentas Ashleighas Smithas McWilliamsas ir absolventė Cecilia Martínez-Jiménez, išsamiai aprašytas žurnale „American Chemical Society“. „ACS Nano“ taikomosios medžiagos.

“Boro nitrido medžiagos yra įdomios, ypač todėl, kad yra labai atsparios karščiui”, – sakė Martí. „Jie yra tokie pat lengvi grafenas ir anglies nanovamzdelius, tačiau ant jo galite uždėti hBN liepsną ir jai nieko neatsitiks “.

Teigiama, kad masyvi HBN yra pigi ir lengvai gaunama, tačiau apdorojimas mikroskopiniais blokais buvo iššūkis. “Pirmas žingsnis – mokėti juos nušveisti ir išsklaidyti, tačiau tyrimai, kaip tai padaryti, yra išsibarstę”, – sakė Martí. “Kai mes nusprendėme nustatyti etaloną, procesai, kurie buvo labai naudingi grafenui ir nanovamzdeliams, boro nitridui neveikia gerai.”

Dėl hBN masės medžiaga buvo sėkmingai nušveista ir ištirpinta. “Tai mus nustebino, nes ant jų plaukioja nanovamzdeliai ar grafenas”, – sakė Martí. „HBN buvo išsibarstęs, tačiau jie nebuvo ypač stabilūs.

„Boro nitrido kristalai susideda iš amino ir azoto oksido grupių bei boro rūgštisir visos šios grupės yra polinės (turinčios teigiamą ar neigiamą krūvį) “, – sakė jis.„ Taigi, kai jas nušveičiate, kraštai yra pilni tų funkcinių grupių, kurios labai mėgsta vandenį. Tai niekada nenutinka su grafenu “.

Eksperimentai su devyniomis paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis padėjo rasti tinkamą atskirų dribsnių tipą ir kiekį, neperpjaunant 2D hBN garso pjovimo operacijos, jų per daug nepjaustant. Mokslininkai naudojo 1% kiekvienos paviršiaus aktyviosios medžiagos 1% masės vandenyje, išpilstė į butelius 20 miligramų hBN, tada maišė ir ultragarsavo mišinį.

Rezultatų, gautų naudojant mažus ir aukštus tirpalus, rotacija parodė, kad didžiausias paviršinio aktyvumo medžiagos, vadinamos PF88, derlius buvo gautas atliekant 100 gravitacijos centrifugavimą, tačiau aukščiausios kokybės nano lakštai buvo gauti iš visų joninių paviršinio aktyvumo medžiagų, kurių centrifugavimas buvo mažesnis nei 8000 g, o jų stabilumas didesnis. nei paprasti jonai. paviršinio aktyvumo medžiagos SDS ir CTAC.

Įrodyta, kad DTAB – trumpametražis dodeciltrimetilamonio bromidas – geriausiai subalansuoja 2D hBN našumą ir kokybę aukšto centrifugavimo metu.

Tyrėjai pagamino skaidrią plėvelę iš SDS ir vandenyje disperguotų hBN nano lakštų, kad pademonstruotų, kaip gaminį pateikti.

“Mes apibūdiname veiksmus, kurių reikia imtis norint pagaminti aukštos kokybės hBN dribsnius”, – sakė Martí. – Visi žingsniai yra svarbūs, o kiekvieno jų pasekmes išaiškinome “.

Nuoroda: „Suprasti šešiakampių boro nitrido nanolaiškų šveitimą ir dispersiją paviršiaus aktyviosiomis medžiagomis: pasekmės antibakteriniams ir termiškai atspariems dangoms“ Ashleigh D. Smith McWilliams, Cecilia Martínez-Jiménez, Asia Matatyaho Ya’akobi, Cedric J. Ginestra, Yesh Matteo Pasquali ir Angelas A. Martí, 2021 m. Sausio 7 d., „ACS Nano“ taikomosios medžiagos.
DOI: 10.1021 / acsanm.0c02437

Straipsnio autoriai yra magistrantas Cedricas Ginestra Rice’as; Azijos Matatyaho Ya’akobi absolventas ir Yeshayahu Talmonas, Techniono ir Izraelio technologijos instituto chemijos inžinerijos profesorius; ir Matteo Pasquali, AJ Hartsook ryžių ir chemijos mokslų bei ryžių nanotechnikos profesorius. Martí yra chemijos, bioinžinerijos, medžiagų mokslo ir nanoinžinerijos profesorius.

Nacionalinis mokslo fondas, Oro pajėgų mokslinių tyrimų biuras ir Meksikos nacionalinė mokslo ir technologijų taryba (CONACyT) palaikė tyrimą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.