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ios最新一点肥皂简化了二维纳米片的制作

纳米技术 2022-07-19 23:58:10

莱斯大学的迈克·威廉姆斯 这张图片显示了六方氮化硼在表面活性剂的帮助下剥落成原子级的纳米薄片,这一过程由莱斯大学的化学家们改进

信用:埃拉·马鲁工作室 只要一点肥皂就能帮助清理制备二维六方氮化硼(hBN)的挑战性过程

莱斯大学的化学家找到了一种方法,通过用表面活性剂(又称肥皂)和水处理天然块状物,获得最大数量的高质量二维hBN纳米片

表面活性剂包围并稳定微观薄片,保持其性质

莱斯实验室化学家安吉尔·马蒂(Angel Martí)的实验确定了制作稳定的hBN分散体的“最佳地点”,这种分散体可以加工成非常薄的抗菌薄膜,处理高达900摄氏度(1652华氏度)的温度

由马蒂、阿什丽·史密斯·麦克威廉姆斯校友和研究生塞西莉亚·马丁内斯-希门尼斯领导的这项工作在美国化学学会期刊《ACS应用纳米材料》中有详细介绍

马蒂说:“氮化硼材料很有趣,尤其是因为它们非常耐热。”

“它们像石墨烯和碳纳米管一样轻,但你可以把血红蛋白放入火焰中,它不会发生任何变化

" 他说,大量的六溴环十二烷便宜且容易获得,但将其加工成微观结构一直是一个挑战

马蒂说:“第一步是能够去角质和分散它们,但是关于如何做到这一点的研究还很分散。”

“当我们决定设立一个基准时,我们发现对石墨烯和纳米管极其有用的工艺对氮化硼的效果并不好

" 在水中超声处理块状hBN成功地剥离了材料并使其可溶

马蒂说:“这让我们很惊讶,因为纳米管或石墨烯就漂浮在上面。”

“血红蛋白分散在各处,尽管它们不是特别稳定

“事实证明,氮化硼晶体的边界是由胺、一氧化氮基团和硼酸组成的,所有这些基团都是极性的(带正电荷或负电荷),”他说

“所以当你去角质的时候,边缘充满了真正喜欢水的功能团

石墨烯永远不会发生这种情况

" 用九种表面活性剂进行的实验帮助他们找到了合适的类型和数量,以防止二维血红蛋白结块,而不会在超声处理过程中过多地切割单个薄片

研究人员在水中使用1%重量的每种表面活性剂,加入20毫克散装六溴环十二烷,然后搅拌并超声处理混合物

以低速和高速旋转所得溶液显示,在100重力离心下,称为PF88的表面活性剂具有最高的产率,但是最高质量的纳米片来自于在8,000 g离心下的所有离子表面活性剂,最大稳定性来自于普通离子表面活性剂SDS和CTAC

DTAB——十二烷基三甲基溴化铵的简称——在高速离心下被证明是平衡二维六溴环十二烷产量和质量的最佳方法

研究人员还用分散在SDS和水中的hBN纳米片制作了一层透明膜,以展示如何将它们加工成有用的产品

马蒂说:“我们描述了生产高质量hBN片需要采取的步骤。”

“所有这些步骤都很重要,我们能够揭示每一个步骤的后果

"

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