氮化硼纳米片BNNS是一种由硼(B)和氮(N)原子组成的二维材料,其结构与石墨烯类似,但具有不同的化学性质。BNNS 的每个硼原子与三个氮原子相连,形成六角晶格结构,这种结构赋予了其物理和化学特性。
【产品名称】氮化硼纳米片
【特 点】水分散性好,生物相容性好。
【用 途】用于药物负载等。
【技术参数】TEM 尺寸100 nm(可制备25~200nm左右)
【包装形式】水分散液
氮化硼纳米片的特性
(一)热导率
BNNS 具有高的热导率,理论值可达 1000 W/m·K 以上,与石墨烯相当。这一特性使其在热管理领域具有重要应用价值,例如在电子设备的散热系统中,BNNS 可以有效传导热量,提高设备的稳定性和使用寿命。
(二)电绝缘性
与石墨烯的高导电性不同,BNNS 具有良好的电绝缘性。其带隙宽度约为 4-6 eV,这意味着在常温下,BNNS 不导电。这一特性使其在电子器件中可以作为绝缘层,防止电流泄漏,提高器件的性能和安全性。
(三)化学稳定性
BNNS 具有良好的化学稳定性,能够在多种化学环境中保持稳定。它对酸、碱和有机溶剂具有较高的耐受性,这使其在复杂的化学反应和工业应用中具有应用前景。
(四)力学性能
BNNS 具有较高的杨氏模量和抗拉强度,能够承受较大的机械应力而不易断裂。这一特性使其在复合材料中可以作为增强相,提高材料的力学性能。
氮化硼纳米片的制备方法
(一)机械剥离法
机械剥离法是通过物理手段从块体氮化硼中剥离出单层或多层的氮化硼纳米片。这种方法操作简单,但产率较低,适合实验室小规模制备。例如,使用胶带反复剥离块体氮化硼,可以获得高质量的单层 BNNS,但效率较低。
(二)化学气相沉积(CVD)法
CVD 法是通过化学反应在基底上生长氮化硼纳米片。这种方法可以准确控制 BNNS 的厚度和尺寸,适合大规模生产高质量的单层 BNNS。例如,在铜箔上通过 CVD 法生长的 BNNS 具有良好的结晶性和均匀性,适用于电子器件的绝缘层。
(三)液相剥离法
液相剥离法是将块体氮化硼分散在溶剂中,通过超声等手段剥离成纳米片。这种方法产率较高,适合大规模生产。例如,使用乙醇等有机溶剂进行液相剥离,可以获得大量的多层 BNNS,适用于复合材料的制备。
(四)化学剥离法
化学剥离法是通过化学反应将块体氮化硼中的部分原子去除,从而剥离出纳米片。这种方法可以通过化学手段调控 BNNS 的表面性质,适合制备具有特定功能的 BNNS。例如,通过氢氟酸处理块体氮化硼,可以剥离出表面带有羟基的 BNNS,用于生物医学应用。
氮化硼纳米片的应用领域
(一)电子器件
BNNS 的高热导率和电绝缘性使其在电子器件中具有重要应用。它可以作为散热材料,提高电子设备的散热效率;也可以作为绝缘层,防止电流泄漏,提高器件的性能和安全性。
(二)能源存储
BNNS 的高热导率和化学稳定性使其在能源存储领域具有重要应用。它可以作为电池和超级电容器的电极材料,提高能量密度和循环稳定性。例如,在锂离子电池中,BNNS 可以作为电极材料的添加剂,提高电池的热稳定性和安全性。
(三)复合材料
BNNS 的高力学性能和化学稳定性使其在复合材料中具有重要应用。它可以作为增强相,提高复合材料的力学性能和耐热性。例如,在聚合物基复合材料中,添加少量的 BNNS 可以提高复合材料的拉伸强度和热导率。
(四)生物医学
BNNS 的生物相容性和化学稳定性使其在生物医学领域具有重要应用。它可以作为药物载体,实现药物的靶向传递;也可以作为生物传感器,检测生物分子的浓度。
氮化硼纳米片作为一种具有独特性能的二维材料,在电子、能源、环境和生物医学等领域展现出应用潜力。其高热导率、电绝缘性、化学稳定性和力学性能使其在多个领域具有重要应用价值。随着研究的不断深入和技术的不断进步,BNNS 将在更多领域得到应用,为科技创新和产业发展提供重要支持。