Hvid grafen standser rust i høje temperaturer

(Phys.org) — Atomisk tynde plader af hexagonalt bornitrid (h-BN) har den praktiske fordel at beskytte det, der er nedenunder, mod at oxidere selv ved meget høje temperaturer, Det har forskere fra Rice University opdaget.

Et eller flere lag af materialet, nogle gange kaldet "hvid grafen", forhindrer materialer i at oxidere - eller ruste - op til 1, 100 grader Celsius (2, 012 grader Fahrenheit), og kan gøres store nok til industrielle applikationer, de sagde.

Rice-undersøgelsen ledet af materialeforskerne Pulickel Ajayan og Jun Lou vises i online-tidsskriftet Naturkommunikation .

Forebyggelse af oxidation er allerede big business, men ingen tilgængelige produkter nu fungerer på den skala, som Rice-laboratoriet foreslår. Forskerne ser potentiale for meget store plader af h-BN, der kun er få atomer tykke, fremstillet ved hjælp af skalerbare dampaflejringsmetoder.

"Vi tror, ​​at dette åbner nye muligheder for todimensionelt materiale, " sagde Lou, en lektor i maskinteknik og materialevidenskab. "Alle har talt om disse materialer til elektroniske eller fotoniske enheder, men hvis dette kan realiseres i stor skala, det kommer til at dække et bredt spektrum af applikationer."

Lou sagde, at ultratynd h-BN-beskyttelse kunne finde en plads i turbiner, jetmotorer, olieefterforskning eller undervands eller andre barske miljøer, hvor minimal størrelse og vægt ville være en fordel, selvom slid og slid kan blive et problem, og der skal udarbejdes optimale tykkelser til specifikke applikationer.

Det er faktisk også usynligt, hvilket kan gøre det nyttigt til at beskytte solceller mod elementerne, han sagde. "I bund og grund, dette kan være en meget nyttig belægning af strukturelt materiale, " sagde Lou.

Forskerne lavede små plader af h-BN via kemisk dampaflejring (CVD), en proces, de sagde, skulle være skalerbar til industriel produktion. De dyrkede først det tynde materiale på nikkelfolie og fandt, at det kunne modstå høje temperaturer i et iltrigt miljø. De dyrkede også h-BN på grafen og fandt ud af, at de kunne overføre plader af h-BN til kobber og stål med lignende resultater.

"Det forbløffende er, at disse lag er ultratynde, og de tåler så ultrahøje temperaturer, " sagde Ajayan. "Med et par nanometers bredde, de er en fuldstændig ikke-invasiv belægning. De tager næsten ingen plads overhovedet."