液氮快冷竟能“剝離”二維納米層！

材料牛注：目前制備納米材料的方法數不勝數，最近橡樹嶺國家實驗室的科學家們又玩出了新花樣——利用液氮急速冷卻和特定反應從塊體材料上活生生地“剝離”出二維納米層材料!方法雖然簡單，可要想真正實用化也并不容易。

美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的科學家們找到了一種利用無毒液氮分離塊體材料制備二維納米薄膜的新方法。據說，采用這種綠色環保的新工藝，每增加一層薄膜，其表面積就能增加20倍，這將會大大推動納米材料的商業化應用。

橡樹嶺國家實驗室的化學家Huiyuan Zhu說：“這其實是一項非常簡單的技術。我們先用高溫爐將工業氮化硼加熱到800℃，使之二維層片得以生長。然后，我們將它浸泡在液氮中快冷，液氮就會滲入夾層并發生氣化，進而將材料剝落或者分離成超薄片層。”

氮化硼納米層能夠用于分離和催化劑中，例如可以將汽油發動機中的一氧化碳轉化為二氧化碳。氮化硼納米層也能吸收一些有害廢物。Huiyuan Zhu表示，該研究團隊所掌握的這種氣化剝離工藝還能夠用來制備其他二維納米材料，如最近大熱的石墨烯，它在半導體、光伏發電、電極材料和水凈化等領域具有廣闊的應用前景。

正是由于這種單原子厚度的二維納米材料具有的多用性和商業前景，科學家們正在努力研發更高效的方式以制備更大面積的納米層。Huiyuan Zhu表示，現有的剝離工藝通常使用烈性的化學試劑，會產生有害的副產物，還會減少每層的表面積。

Huiyuan Zhu還說：“在這種特定條件下，每克氮化硼納米層的表面積是278m²，相比目前工業氮化硼材料（每克10 m²的表面積）提高了20多倍，可見氮化硼是催化劑的高效載體。”

接下來的研究工作，是進一步擴大氮化硼納米層的表面積，探究其在過濾內燃機排氣物和提高氫燃料電池效率上的可行性。

參考原文鏈接：New nontoxic process promises larger ultrathin sheets of 2D nanomaterials.

文獻鏈接：Controlled Gas Exfoliation of Boron Nitride into Few-Layered Nanosheets.

本文由編輯部顧玥提供素材，WDY編譯，薛文嘉審核，點我加入材料人編輯部。

材料人網尊重所有進行知識傳播的媒體，轉載請聯系tougao@cailiaoren.com