Ny ikke-toksisk proces lover større ultratynde plader af 2-D nanomaterialer

Et team af forskere ledet af Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har udviklet en ny måde at producere todimensionale nanosheets ved at adskille bulkmaterialer med ikke-giftigt flydende nitrogen. Den miljøvenlige proces genererer en 20 gange stigning i overfladeareal pr. Ark, som kunne udvide nanomaterialernes kommercielle anvendelser.

"Det er faktisk en meget enkel procedure, "sagde ORNL -kemiker Huiyuan Zhu, der var medforfatter til en undersøgelse offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition . "Vi opvarmede kommercielt tilgængeligt bornitrid i en ovn til 800 grader Celsius for at udvide materialets 2D -lag. Derefter, vi dyppede straks materialet i flydende nitrogen, der trænger igennem mellemlagene, forgasses til nitrogen, og eksfolierer, eller adskiller, materialet i ultratynde lag. "

Nanosheets af bornitrid kan bruges til separation og katalyse, såsom omdannelse af kulilte til kuldioxid i benzindrevne motorer. De kan også virke som et absorberende middel til at tørre farligt affald op. Zhu sagde, at teamets kontrollerede gas -eksfolieringsproces kunne bruges til at syntetisere andre 2D -nanomaterialer såsom grafen, som har potentielle anvendelser i halvledere, solceller, elektroder og vandrensning.

På grund af alsidigheden og det kommercielle potentiale i 2-atom-tykke 2D-nanomaterialer, forskere søger mere effektive måder at producere større ark på. De nuværende eksfolieringsprocedurer bruger hårde kemikalier, der producerer farlige biprodukter og reducerer overfladearealet pr. Sagde Zhu.

"I dette særlige tilfælde, overfladearealet af bornitrid nanosheets er 278 kvadratmeter pr. gram, og det kommercielt tilgængelige bornitridmateriale har et overfladeareal på kun 10 kvadratmeter pr. gram, "Sagde Zhu." Med 20 gange mere overfladeareal, bornitrid kan bruges som en god støtte til katalyse. "

Yderligere forskning er planlagt til at udvide overfladearealet af bornitrid nanosheets og også teste deres gennemførlighed i at rydde op i motorens udstødning og forbedre effektiviteten af ​​brintbrændselsceller.