Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han descubierto una ruta para alterar el nitruro de boro, un material bidimensional en capas, para que pueda unirse a otros materiales, como los que se encuentran en la electrónica, biosensores y aviones, por ejemplo. Ser capaz de incorporar mejor el nitruro de boro en estos componentes podría ayudar a mejorar drásticamente su rendimiento.

La comunidad científica ha estado interesada durante mucho tiempo en el nitruro de boro debido a sus propiedades únicas:es fuerte, ultradelgado transparente, aislante, livianos y térmicamente conductivos, que, En teoria, lo convierte en un material perfecto para que lo utilicen ingenieros en una amplia variedad de aplicaciones. Sin embargo, La resistencia natural del nitruro de boro a los productos químicos y la falta de sitios de unión molecular a nivel de la superficie han dificultado que el material interactúe con otros materiales utilizados en estas aplicaciones.

Vikas Berry de UIC y sus colegas son los primeros en informar que el tratamiento con un superácido hace que las capas de nitruro de boro se separen en láminas atómicamente gruesas. mientras crea sitios de unión en la superficie de estas hojas que brindan oportunidades para interactuar con nanopartículas, moléculas y otros nanomateriales bidimensionales, como el grafeno. Esto incluye nanotecnologías que utilizan nitruro de boro para aislar nanocircuitos.

Sus hallazgos se publican en ACS Nano , una revista de la American Chemical Society.

"El nitruro de boro es como una pila de papeles muy pegajosos en una resma, y al tratar esta resma con ácido clorosulfónico, introdujimos cargas positivas en las capas de nitruro de boro que hicieron que las hojas se repelen entre sí y se separen, "dijo Berry, profesor asociado y director de ingeniería química de la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor correspondiente del artículo.

Berry dijo que "como imanes de la misma polaridad, "Estas láminas de nitruro de boro con carga positiva se repelen entre sí.

"Demostramos que las cargas positivas en las superficies de las hojas de nitruro de boro separadas lo hacen más activo químicamente, ", Dijo Berry." La protonación, la adición de cargas positivas a los átomos, de los átomos de nitrógeno internos y de borde crea un andamio al que se pueden unir otros materiales ".

Berry dijo que las oportunidades para que el nitruro de boro mejore los materiales compuestos en aplicaciones de próxima generación son enormes.

"El boro y el nitrógeno están a la izquierda y a la derecha del carbono en la tabla periódica y, por lo tanto, El nitruro de boro es isoestructural e isoelectrónico al grafeno a base de carbono, que se considera un 'material maravilloso, ", Dijo Berry. Esto significa que estos dos materiales son similares en su estructura de cristal atómico (isoestructural) y su densidad electrónica general (isoeléctrica), él dijo.

"Potencialmente podemos utilizar este material en todo tipo de productos electrónicos, como dispositivos optoelectrónicos y piezoeléctricos, y en muchas otras aplicaciones, de capas de pasivación de células solares, que funcionan como filtros para absorber solo ciertos tipos de luz, a los dispositivos de diagnóstico médico, "Dijo Berry.