علاوه بر گرافن، ورقه‌ها و روبان‌های بسیار نازک نیترید بور نیز که اغلب «گرافن سفید» نامیده می‌شوند، علاقه محققان را به خود جلب کرده‌اند. با وجودی که پیشرفت‌های خوبی در زمینه تولید انبوه گرافن صورت گرفته است، اما لایه‌لایه کردن و تراشیدن شیمیایی نیترید بور برای رسیدن به لایه‌های نازک اتمی از این ماده هنوز با چالش‌های زیادی همراه است.

حال محققان ژاپنی روش جدیدی برای سنتز تک‌لایه‌های نیترید بور ابداع کرده‌اند که بسیار شبیه باد کردن یک بادکنک است؛ البته اندازه این بادکنک‌ها در حد چند ده میکرومتر است. با استفاده از این روش مشکل سرعت پایین تولید بلورهای دوبعدی از این ماده حل می‌شود.

ژیوبین وانگ، یکی از محققان مرکز بین‌المللی نانومعماری مواد (MANA) و دانشجوی دکترای گروه مواد نانوساختار معدنی پروفسور یوشیو باندو می‌گوید: «ما روش جدیدی برای دمیدن شیمیایی و تولید ورقه‌های نیترید بور با ضخامت یک تا چند اتم و همچنین نانوورقه‌های بور-نیتروژن-هیدروژن ابداع کرده‌ایم. این فناوری دارای دو ویژگی خاص است: بهره حجمی بالا و مساحت جانبی وسیع. با استفاده از این روش نه تنها تولید فلس‌های بزرگ از نانوورقه‌های نیترید بور امکان‌پذیر می‌شود (مناسب برای بررسی کاربردهای الکتریکی و مکانیکی)، بلکه مقدار کافی از این ورقه‌ها برای تولید کامپوزیت‌های پلیمری قوی تولید می‌شود (اندازه بزرگ فلس‌ها همراه با مقدار زیاد از آنها)».

 

این گروه فرایند سنتزی خود را با یک ترکیب آمونیا بوران شروع کردند. اجرای یک فرایند چندمرحله‌ای شامل پیرولیز و هیدروژن‌زدایی از این ترکیب منجر به تولید پلیمر بور-نیتروژن-هیدروژن گردید که از حباب‌های به‌هم‌فشرده تشکیل شده بود. باد شدن این حباب‌ها توسط هیدروژنی که در طول فرایند از ماده اولیه آزاد می‌شود، موجب نازک‌تر شدن دیواره آنها حتی تا حد یک لایه اتمی می‌شود. پس از متلاشی شدن این حباب‌ها، ورقه‌های دوبعدی از نیترید بور باقی می‌ماند.

وانگ توضیح می‌دهد: «روش ما برای تولید این بلورهای دوبعدی کاملاً جدید بوده و با روش‌های قبلی همچون تراشیدن بلورهای دوبعدی از ماده توده‌ای با استفاده از نوار چسب، ماورای صوت یا واکنش شیمیایی، و یا باز کردن نانولوله‌های این مواد و نشاندن لایه‌های تک‌اتمی از آنها روی یک بستر کاملاً فرق دارد».

در این روش از کاتالیزور و یا یک بستر برای رسوب‌دهی استفاده نمی‌شود و ساده‌تر از روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار (CVD) است. محصول به‌دست آمده از این روش، یعنی نانوورقه‌های نیترید بور دارای ابعاد جانبی بزرگ‌تری (حدود ۱۰۰ میکرومتر) نسبت به محصول تولید شده با استفاده از لایه‌لایه کردن محلول است. مهم‌تر از همه اینکه راندمان این روش حدود ۲۵ درصد است که در مقایسه با راندمان مثلاً روش باز کردن نانولوله‌ها که ۱ درصد است، مقدار بسیار بالایی به‌شمار می‌رود.

جزئیات این کار در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

به نقل از : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

کلیه حقوق این سایت ، متعلق به پرتال علمی دانشجویان ایران می باشد و استفاده از مطالب با ذکر نام منبع و درج لینک بلامانع است .