科學(xué)家發(fā)現六方氮化硼擁有超強抗斷裂能力 韌性是石墨烯的10倍

2021-06-30 10:00  來(lái)源:科技部  瀏覽:  

來(lái)自新加坡南洋理工大學(xué)和美國萊斯大學(xué)的一個(gè)聯(lián)合研究團隊發(fā)現六方氮化硼(h-BN)具有石墨烯十倍的抗斷裂能力,并找出了其抗斷裂能力突出的關(guān)鍵原因。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期的《自然》雜志。

h-BN是一種厚度僅為一個(gè)原子的2D 材料,因為它具有絕緣性并能承受高達1000°C的溫度,現用作二維電子產(chǎn)品中的保護層。h-BN也用于很多化妝品中,因為它能夠吸收面部多余油脂并均勻分散色素。

h-BN在結構上和石墨烯基本一致,原子都排列在相互連接的六邊形平面晶格中。不同的是,在石墨烯中,所有的原子都是碳原子,而在h-BN中,每個(gè)六邊形包含三個(gè)氮原子和三個(gè)硼原子。經(jīng)過(guò)實(shí)驗和計算機模擬,科學(xué)家發(fā)現由于h-BN含有兩種不同的元素,導致其結構有輕微的不對稱(chēng)現象。對h-BN施加壓力時(shí),產(chǎn)生的裂縫有分支和轉彎的趨勢。在石墨烯中,裂縫的尖端會(huì )直接穿過(guò)材料,但h-BN的晶格不對稱(chēng)產(chǎn)生了一個(gè)可以形成分支的“分叉”,這意味著(zhù)需要消耗額外的能量來(lái)使裂縫變大,材料的抗斷裂能力顯著(zhù)增強。

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