استفاده از نیترید بور با ضخامت چند نانومتر برای محافظت سطوح

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که نیترید بور با ضخامتی در حد یک تا چند لایه اتمی می‌تواند از سطوح در محیط‌های خشن حتی در دمای بالا محافظت کند.

تحقیقات اخیر پژوهشگران دانشگاه رایس نشان می‌دهد که ساختارهای هگزاگونالی نیترید بور به ضخامت یک اتم می‌تواند از آنچه که در زیر این لایه قرار داشته باشد محافظت کند، این حفاظت حتی در دماهای بالا نیز انجام می‌شود.
این گروه تحقیقاتی به رهبری پولیکل آجایان با همکاری جون لو در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه Nature Communications به چاپ رساندند نشان دادند که یک یا چند لایه نیترید بور در صورتی که روی سطحی کشیده شود می‌تواند آن را از گزند فرآیند اکسیداسیون (زنگ زدن) مصون دارد این ماده که به گرافن سفید شهرت دارد قادر است فرآیند محافظت را در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد ( ۲۰۱۲ درجه فارنهایت) انجام دهد. این دما به قدری بالاست که می‌تواند نیازهای صنعت را برآورده سازد.
در حال حاضر عمل محافظت از سطوح یک کسب و کار بسیار بزرگ محسوب می‌شود اما تا کنون فناوری مشابه آنچه که پژوهشگران دانشگاه رایس به آن دست یافته‌اند، وجود نداشته است. این گروه تحقیقاتی آزمایشات خود را روی صفحه‌هایی به ضخامت یک لایه اتمی از نیترید بور انجام دادند صفحه‌های بسیار بزرگی که با روش لایه‌نشانی از فاز بخار تهیه شده بود، در نهایت این گروه دریافتند که این لایه‌ها دارای پتانسیل بالایی در محافظت از سطوح هستند.
لو می‌گوید ما معتقدیم که فرصت‌های تازه‌ای برای این ماده دو بعدی ایجاد شده است، بیشتر محققان به دنبال استفاده از نیترید بور در صنعت الکترونیک هستند اما اگر بتوان این ماده را در مقیاس انبوه تولید کرد طیف کاربردهای این ماده افزایش می‌یابد.
لو می‌افزاید از لایه‌های بسیار نازک نیترید بور هگزاگونالی می‌توان در توربین‌ها، موتورهای جت، اکتشاف نفت و دیگر محیط‌های خشن استفاده کرد. از مزیت‌های این پوشش می‌توان به کوچک بودن ابعاد آن و سبک بودن اشاره کرد.
به دلیل نازک بودن این لایه، می‌توان از آن در پیل‌های خورشیدی استفاده کرد تا سطوح مورد استفاده در آن را محافظت کند. در کل این پوشش برای استفاده در صنعت بسیار مناسب است.
این لایه‌ها با روش لایه نشانی از فاز بخار بدست آمده است، روشی که می‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد. نکته جالب توجه در این پوشش آن است که علی‌رغم نازک بودن می‌تواند در برابر دماهای بسیار بالا مقاوم باشد.