中国研究人员最近报道了一种可控去角质六方氮化硼纳米片的创新机械工艺(h-BNNSs)。
这种方法被称为“水冰引发的剥离过程”，是由中国科学院兰州化学物理研究所(LICP)的张俊岩教授团队提出的。
h-BNNSs具有类似石墨烯的蜂窝状结构，具有优异的化学和物理性能，如高导热性、良好的抗氧化性、显著的机械强度、低介电常数、优异的润滑性、优异的生物相容性和光学性能。
由于这些特点，h-BNNSs是各种应用的有前途的材料，包括高性能电子器件、介电基片、热管理、润滑、传感器、催化剂和吸附剂。因此，开发一种简单、可控、可扩展的方法来生产高质量的产品h-BNNSs的商业应用是迫切需要的。
在他们的新研究中，ZHANG和他的团队提出了一种可伸缩和可控的方法来高质量地去角质h-BNNSs从hbn片。
这种方法依赖于高效的还原h-BNNS层间相互作用通过冰的快速体积膨胀水，”ZHANG说。
一般来说,h-BNNSs可以使用化学气相沉积(CVD)和物理剥离工艺制备。CVD可以生产晶圆级的单晶单层h-BNNSs而物理剥离工艺可实现规模化生产的小型化h-BNNSs。
基于分子动力学模拟，研究人员认为-OH基团可以导致缺陷/边缘的局部结构畸变h-BN薄片形成一个“入口”，让水分子进入h-BNNS夹层。这反过来又提供了足够数量的相对长寿命的氢键，可以产生相当紧凑的初始核冰成核。
最初的原子核在形状和大小上慢慢改变，直到它们达到一个随着温度急剧下降而允许快速膨胀的阶段。这导致层间间距增大，相邻层间力减小h-BNNS层以及高效的去角质h-BNNSs在随后的超声检查。
“通过调整参数，这种剥离过程可以用于生产大量不同质量的产品h-BNNSs，”该研究的第一作者AN Lulu博士说。
“这种方法提供了一种环保的去角质方法h-BNNSs通过快速水冻结和随后的超声过程具有可控厚度。这些的h-BNNSs可以用作聚合物添加剂、导热填料和阻燃剂，”该研究的通讯作者余元烈教授说。
这项研究发表在细胞报告物理科学国家自然科学基金、中科院LICP基金、甘肃省自然科学基金资助。
图1所示。冷冻和超声辅助去角质