莱斯大学的科学家们通过“闪蒸”材料来合成石墨烯等物质，他们将注意力转向了氮化硼，氮化硼因其热稳定性和化学稳定性而备受推崇。
赖斯实验室的化学家詹姆斯图尔的工艺将前体暴露于快速加热和冷却以产生二维材料，在这种情况下是纯氮化硼和碳氮化硼。到目前为止，两者都很难批量生产，而且几乎不可能以易溶解的形式生产。
该实验室在Advanced Materials上的报告详细介绍了如何调整闪光焦耳加热(Tour 实验室于 2020 年引入的一种技术)以制备具有不同碳含量的纯化的微观氮化硼薄片。
对该材料的实验表明，氮化硼薄片可用作强大的防腐涂层的一部分。
“氮化硼是一种备受追捧的二维材料，”图尔说。“为了能够批量生产，现在使用混合量的碳，使其用途更加广泛。”
在纳米尺度上，氮化硼有多种形式，包括看起来像石墨烯但具有交替的硼和氮原子而不是碳的六方结构。氮化硼柔软，因此经常用作润滑剂和化妆品添加剂，还存在于陶瓷和金属化合物中，以提高它们处理高温的能力。
通过扫描电子显微镜看到的机械剪切闪光氮化硼颗粒。箭头表示施加到材料上的剪切力方向。莱斯大学开发的闪蒸焦耳加热工艺产生了层间相互作用较弱的湍流层材料，使它们更容易分离。学分：旅游团
Rice 化学工程师 Michael Wong 最近报告说，氮化硼是一种有效的催化剂，可以帮助破坏 PFAS，这是一种在环境和人类中发现的危险的“永久化学物质”。
闪光焦耳加热涉及在管中的两个电极之间填充源材料，并通过它们发送快速的电流。对于石墨烯，这些材料几乎可以是任何含碳的东西，食物垃圾和用过的塑料汽车零件只是两个例子。该工艺还成功地从粉煤灰和其他原料中分离出稀土元素。
在莱斯大学研究生 Weiyin Chen 领导的实验中，实验室将氨硼烷 (BH 3 NH 3 ) 与不同数量的炭黑一起注入闪蒸室，具体取决于所需的产品。然后对样品进行两次闪蒸，第一次用 200 伏电压对样品中的外来元素进行脱气，然后再用 150 伏电压完成该过程，总闪蒸时间不到一秒。
显微镜图像显示这些薄片是湍流层状的——也就是说，像严重堆叠的板块一样错位——它们之间的相互作用减弱了。这使得薄片很容易分离。
它们也很容易溶解，这导致了防腐实验。实验室将闪蒸氮化硼与聚乙烯醇 (PVA) 混合，将化合物涂在铜膜上，并将表面暴露在硫酸浴中进行电化学氧化。
与单独使用 PVA 或含有商用六方氮化硼的类似化合物相比，闪蒸化合物在保护铜方面的效果提高了 92% 以上。显微图像显示该化合物创造了“腐蚀性电解质的曲折扩散路径”以到达铜，并且还阻止了金属离子的迁移。
陈说，前驱体的电导率不仅可以通过添加碳来调节，还可以通过铁或钨来调节。
他说，实验室看到了闪现额外材料的潜力。“已经在其他方法中使用的前体，例如水热法和化学气相沉积法，可以在我们的闪蒸法中进行尝试，看看我们是否可以制备出更多具有亚稳态特性的产品，”陈说。“我们已经展示了闪蒸亚稳相金属碳化物和过渡金属二硫化物，这部分值得更多研究。”
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