Bornitrid

Wissenschaftler der Rice University haben herausgefunden, dass ein Nanokomposit aus einer Mischung aus hexagonalem Bornitrid (auch bekannt als „weißer Graphit“) und kubischem Bornitrid, das in seiner Härte nach Diamant an zweiter Stelle steht, unerwartete Eigenschaften aufweist, wenn es Licht und Hitze ausgesetzt wird. Die Forscher glauben, dass diese Eigenschaften für die Entwicklung von Mikrochips, Quantengeräten und anderen fortschrittlichen Technologien der nächsten Generation von Nutzen sein könnten.

Aufgrund seiner Weichheit, seines geringen Gewichts, seiner Erschwinglichkeit und Stabilität bei Raumtemperatur und unter Atmosphärendruck wird hexagonales Bornitrid häufig in Produkten wie Beschichtungen, Schmiermitteln und Kosmetika verwendet. Im Gegensatz dazu verfügt kubisches Bornitrid über außergewöhnliche Eigenschaften, die es für die Elektronik vielversprechend machen, insbesondere seine Härte.

Das Nanokomposit dieser beiden Materialien übertrifft seine Ausgangsmaterialien in verschiedenen Funktionalitäten. Es verfügt beispielsweise über eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eignet sich daher als wärmeisolierendes Material in elektronischen Geräten. Darüber hinaus weist das Mischmaterial im Vergleich zum Durchschnitt der beiden Bornitrid-Sorten unterschiedliche thermische und optische Eigenschaften auf.

Die Forscher beobachteten auch, dass die kubischen Bornitridkörner im Verbundwerkstoff wuchsen, im Gegensatz zu Theorien, die darauf hindeuteten, dass sie abnehmen würden. Die Stabilität der beiden Bornitrid-Varianten ist immer noch umstritten.

Als das Nanokomposit einer Hochtemperaturtechnik namens Funkenplasmasintern unterzogen wurde, wandelte es sich in hexagonales Bornitrid um. Diese experimentelle Bestätigung theoretischer Vorhersagen liefert Einblicke in die Bedingungen, unter denen verschiedene Bornitridphasen auftreten.

Weitere Studien werden untersuchen, ob die Spark-Plasma-Sintertechnik allein die Qualität von hexagonalem Bornitrid verbessern kann oder ob der Verbundwerkstoff erforderlich ist, um diesen Effekt zu erzielen.

Die Entdeckung eröffnet Möglichkeiten für die maßgeschneiderte Herstellung von Bornitrid-Materialien mit den gewünschten mechanischen, thermischen, elektrischen und optischen Eigenschaften. Diese Erkenntnisse könnten erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Branchen und technologische Fortschritte haben.