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氮化硼纳米管(Boron Nitride Nanotube)是将引领第四次工业革命的新一代纳米材料。
氮化硼纳米管(BNNT)是氮化硼的另一种形式,1994年被预言其存在,1995年由乔普拉•N. G.(Chopra N. G.)等人在实验中发现。
氮化硼纳米管(BNNT)与碳纳米管结构类似,都是具有亚微米量级直径和微米量级长度的圆柱体。只是氮化硼纳米管(BNNT)是由硼和氮结合而成的六方氮化硼构成,而碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)是由碳构成的六角型网格结构。
与碳纳米管(CNT)一样,氮化硼纳米管(BNNT)展现出的主要特征是重量轻和机械强度高。
不过,氮化硼纳米管的其他性质与碳纳米管大不相同:碳纳米管依据其辊轧方向和半径可以呈现出金属性或半导体性,而氮化硼纳米管是带隙约为5.5电子伏特的电绝缘体。
此外,与层状石墨结构相比,层状氮化硼结构的热学性能和化学性能都更加稳定。氮化硼纳米管(BNNT)显示出比碳纳米管(CNT)更好的热稳定性和化学稳定性,它对热中子的吸收能力比碳纳米管高200,000倍。
氮化硼纳米管(BNNT)与碳纳米管(CNT)
碳纳米管(CNT) | 氮化硼纳米管(BNNT) | |
---|---|---|
电学性能 | 金属性或半导体性 | 电绝缘 (带隙约5.5eV) |
机械性能 (杨氏模量) |
1.33 TPa | 1.18 TPa |
导热系数 | 60 – 40,000 W/mK | 约3,000 W/mK (铜的导热系数为400 W/mK) |
抗热氧化性 | 空气中的稳定温度达300–400℃ | 空气中的稳定温度达800℃ |
热中子 吸收截面 |
C=0.0035 b (1靶(b)=10-24 cm2) |
B11=767 b (B10=~3800 b),N=1.9 b 出色的中子屏蔽性能 |
极性 | 共价键, (无偶极) |
永久偶极子, 压电(0.25–0.4 C/m2) |
生物医学属性 | 细胞毒性 | 非细胞毒性 |
颜色 | 黑色 | 白色/灰色 |
表面形态 | 光滑 | 起皱 |
热膨胀系数 | -1x10-6 | -1x10-6 |
相似之处 | 强度、刚度、热导率、纵横比、Sp2键、结构形态 |
电绝缘导热材料(信息技术)
近年来,随着各类电子产品倾向于高度集成化、小型化、多功能化和轻量化方向发展,信息技术(IT)行业亟需解决因此带来的散热问题。在这种情况下,电子产品所释放的热量,会导致产品器件故障并缩短器件的使用寿命。
- 高效散热是信息(IT)和电子行业的关键技术。采用一种含有氮化硼纳米管(BNNT)的电绝缘散热环氧基复合材料为上述问题提供了解决方案。电绝缘材料/散热板/粘合材料
- 高亮度发光二极管(LED)包装材料
- 压电传感器(能量采集)
- 超小型紫外激光器/纳米电缆
- 可见光发射器等。
高温结构材料(核应用和太空应用)
氮化硼纳米管(BNNT)具有比碳纳米管(CNT)更好的热稳定性和化学稳定性,它对热中子的吸收能力比碳纳米管(CNT)高200,000倍,对于要求卓越辐射屏蔽性能的航空航天业,可以采用氮化硼纳米管作为轻质结构材料以屏蔽辐射。
- 此外,随着核电厂的运行,每天会产生大量的放射性废弃物,而氮化硼纳米管(BNNT)是最适合用于制作放射性废弃物容器的材料之一。中子屏蔽和吸收器。这一改进是基于10B对中子的强大吸收能力。 太空和人造卫星用轻质坚固的结构材料
- 高温超塑性陶瓷
- 飞机/航天器用增强陶瓷材料
- 高温中子探测传感器
硼中子俘获治疗(BNCT)的药物靶标(生物医学)
- 氮化硼纳米管(BNNT)的毒理学研究表明,氮化硼纳米管增强的化学惰性有利于生物相容性。因此,建议在生物医学领域采用氮化硼纳米管作为纳米载体和纳米传感器。硼中子俘获治疗(BNCT)的药物靶标
- 癌症药物传输剂(电穿孔)
- 非细胞毒性神经/骨骼再生药物传输剂等。
海水淡化膜(能源应用)
- 储氢
- 海水淡化膜
- 电绝缘阻燃电缆
- 太阳能电池涂料
顾特服(Goodfellow)供应两种等级的氮化硼纳米管(BNNT)粉末
- 未经化学提纯的产品,其纯度大于等于70%。这类产品适合希望使用氮化硼纳米管产品进行应用研究的客户。
- 经过特殊热处理工艺得到的高纯度氮化硼纳米管产品,其纯度大于等于90wt%。这类产品适合需通过高纯度产品进行特性研究的研究人员。
顾特服(Goodfellow)还可提供其他形式的氮化硼(BN)
- 六方氮化硼粉末
- 单晶(2D)
以及以下规格的板材、管材和棒材
- 热解氮化硼(Pyrolytic BN)
- 热压氮化硼(Hot Pressed BN)
- 热等静压(Hot Isotactic Pressed)