六方氮化硼纳米材料的改性

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纳米科学技术作为现代高新技术和新兴学科发展的基础，对我国经济建设、国防实力、科技发展乃至整个社会的进步都产生了重大影响。六方氮化硼（H-BN）和石墨烯（G）是两种结构相似的无机纳米层材料。其独特的结构特点使其在光电领域具有良好的应用前景。
六方氮化硼（BN）纳米材料在结构上与碳纳米材料相似。它们之间最大的区别在于电性能。碳纳米材料具有良好的导电性，而BN则呈现出宽禁带半导体特性。硼和氮是元素周期表中仅次于碳的两种元素，而六方氮化硼（H-BN）是一种具有类似石墨烯结构的层状晶体，被称为“白色石墨烯”。 H-BN独特的晶体结构决定了它具有优良的物理化学性能和较高的机械性能。面内机械强度可达500 N/m，具有优良的耐高温性。空气中抗氧化温度为800-900℃，真空条件下抗氧化温度可达2000℃。六方氢化纳米片（BNNSs）的理论计算热导率高达1 700~2000 W/(m.K)。更重要的是，H-BN具有优异的绝缘性能，其禁带宽度为5.0-6.0eV，击穿强度高达35 kV/mm，这使得H-BN能够应用于需要绝缘和绝缘的功能复合材料领域。散热，这是石墨烯无法比拟的。但由于H-BN特殊的晶体结构，具有很强的耐化学性和抗氧化性，大大加剧了H-BN表面改性的难度。
而六方氮化硼纳米材料具有带宽调制效应，可以通过多种方式控制其电学性质，从而大大拓宽了其在电子领域的应用。氮化硼纳米片、纳米管（BNNTs）和氮化硼纳米带具有优异的光学性能，适用于生产深紫外发射器和各种光电纳米器件。具有二维结构的氮化硼纳米片和纳米管（BNNTs）因其与石墨烯和碳纳米管相似的特殊结构而备受关注。
虽然层状六方氮化硼的结构与石墨烯相似，但两者在性质上却大不相同。首先，六方氮化硼是一种宽间隙绝缘材料。其次六方氮化硼与石墨烯中的C-C共价键相比，六方氮化硼中的B-N键不仅具有N键间共价键的作用，而且具有部分离子键的特性，独特的相邻氮化硼层之间的lip-lip，而相邻C层之间的作用力相对较弱，主要为范德华力，这使得单层石墨烯掺杂和复合改性，而六方氮化硼纳米片的掺杂和复合改性仍然是科研领域的难题。如果上述六角胺化的两个关键问题能够得到解决，层状六角氢化纳米材料将作为石墨烯之后的新一代材料广泛应用于各个领域。有科学家提出，如果能通过特殊方式将特定元素掺杂到六方氮化硼体中，降低六方氮化硼的禁带宽度，从而实现从绝缘体的转变，六方氮化硼将作为一种新材料广泛应用于更多领域。到半导体。随着六方氮化硼纳米材料研究的发展，一些研究人员也对六方复合材料进行了一些研究。六方氮化硼具有类似于石墨烯的(002)面取向生长，具有很强的机械强度、弹性模量和高热导率，这导致六方氮化硼纳米片和聚合物的一些性能得到显着改善。六方氮化硼是一种用于电子器件的新型功能材料。
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