Los investigadores de la Universidad de Rice han descubierto que láminas de nitruro de boro hexagonal (h-BN) de tan solo un átomo de espesor pueden proteger los metales en entornos hostiles hasta en 1, 100 grados centígrados. La imagen superior muestra níquel sin recubrimiento oxidado después de la exposición a altas temperaturas en un ambiente rico en oxígeno. El segundo muestra níquel expuesto a las mismas condiciones con una capa de 5 nanómetros de h-BN. El tercero muestra imágenes de microscopio electrónico de dos, Tres, películas h-BN de cuatro y muchas capas. La imagen inferior de una hoja de h-BN muestra la disposición hexagonal de los átomos de nitrógeno (brillante) y boro. Crédito:Zheng Liu
(Phys.org) —Las láminas atómicamente delgadas de nitruro de boro hexagonal (h-BN) tienen el práctico beneficio de proteger lo que está debajo de la oxidación incluso a temperaturas muy altas. Los investigadores de la Universidad de Rice han descubierto.
Una o varias capas del material a veces llamado "grafeno blanco" evitan que los materiales se oxiden (u oxidan) hasta 1, 100 grados Celsius (2, 012 grados Fahrenheit), y se puede hacer lo suficientemente grande para aplicaciones industriales, ellos dijeron.
El estudio de Rice dirigido por los científicos de materiales Pulickel Ajayan y Jun Lou aparece en la revista en línea. Comunicaciones de la naturaleza .
La prevención de la oxidación ya es un gran negocio, pero ningún producto disponible ahora funciona en la escala de lo que propone el laboratorio de Rice. Los investigadores ven potencial para láminas muy grandes de h-BN de solo unos pocos átomos de espesor fabricadas mediante métodos de deposición de vapor escalables.
"Creemos que esto abre nuevas oportunidades para el material bidimensional, "dijo Lou, profesor asociado de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales. "Todo el mundo ha estado hablando de estos materiales para dispositivos electrónicos o fotónicos, pero si esto se puede realizar a gran escala, cubrirá un amplio espectro de aplicaciones ".
Lou dijo que la protección ultradelgada de h-BN podría encontrar un lugar en las turbinas, motores de jet, exploración de petróleo o bajo el agua u otros entornos hostiles donde el tamaño y el peso mínimos serían una ventaja, aunque el desgaste y la abrasión pueden convertirse en un problema y es necesario determinar los espesores óptimos para aplicaciones específicas.
Es efectivamente invisible también, lo que puede hacer que sea útil para proteger las células solares de los elementos, él dijo. "Esencialmente, este puede ser un revestimiento de material estructural muy útil, "Dijo Lou.
Los investigadores fabricaron pequeñas láminas de h-BN mediante deposición química de vapor (CVD), un proceso que dijeron que debería ser escalable para la producción industrial. Primero cultivaron el material delgado en una lámina de níquel y descubrieron que soportaba altas temperaturas en un ambiente rico en oxígeno. También cultivaron h-BN en grafeno y descubrieron que podían transferir láminas de h-BN a cobre y acero con resultados similares.
"Lo sorprendente es que estas capas son ultradelgadas y resisten temperaturas tan altas, "Ajayan dijo." Con unos pocos nanómetros de ancho, son un recubrimiento totalmente no invasivo. Casi no ocupan espacio en absoluto ".
