nitrură de bor Este un solid anorganic format prin unirea unui atom de bor (B) cu un atom de azot (N). Formula sa chimică este BN. Este un solid alb foarte rezistent la temperaturi ridicate și este un bun conductor de căldură. Se folosește de exemplu pentru fabricarea creuzetelor de laborator.
Nitrura de bor (BN) este rezistentă la mulți acizi, cu toate acestea, are o anumită slăbiciune de atacat de acidul fluorhidric și de baze topite. Este un bun izolator de energie electrică.
Se obține în diferite structuri cristaline, dintre care cele mai importante sunt hexagonale și cubice. Structura hexagonală seamănă cu grafitul și este alunecoasă, motiv pentru care este folosită ca lubrifiant.
Structura cubică este aproape la fel de dură ca diamantul și este utilizată pentru fabricarea uneltelor de tăiere și pentru îmbunătățirea rezistenței altor materiale.
Nitrura de bor poate produce tuburi microscopice (extrem de subțiri) numite nanotuburi, care au aplicații medicale, cum ar fi transportul în corp și eliberarea de medicamente împotriva tumorilor canceroase..
Indice articol
Nitrura de bor (BN) este un compus în care atomii de bor și azot sunt legați covalent cu o legătură triplă.
În fază solidă, BN este format dintr-un număr egal de atomi de bor și azot sub formă de inele cu 6 membri..
BN există în patru forme cristaline: hexagonal (h-BN) similar grafitului, cubic (c-BN) similar diamantului, romboedru (r-BN) și wurtzit (w-BN).
Structura h-BN este similară cu cea a grafitului, adică are planuri de inele hexagonale care au alternanți de bor și atomi de azot..
Există o distanță mare între planurile h-BN, ceea ce sugerează că acestea sunt unite doar de forțele van der Waals, care sunt forțe de atracție foarte slabe, iar planurile pot aluneca ușor una peste alta..
Din acest motiv, h-BN este untuos la atingere..
Structura BN c-BN cubică este similară diamantului.
Nitrură de bor
Alb gras, solid sau alunecos la atingere.
24,82 g / mol
Sublimează la aproximativ 3000 ºC.
Hex BN = 2,25 g / cm3
BN cub = 3,47 g / cm3
Ușor solubil în alcool fierbinte.
Datorită legăturii puternice dintre azot și bor (legătură triplă), nitrura de bor are o rezistență ridicată la atacul chimic și este foarte stabilă.
Este insolubil în acizi precum acidul clorhidric HCI, acidul azotic HNO3 și acid sulfuric HDouăSW4. Dar este solubil în baze topite precum hidroxid de litiu LiOH, hidroxid de potasiu KOH și hidroxid de sodiu NaOH.
Nu reacționează cu majoritatea metalelor, paharelor sau sărurilor. Uneori reacționează cu acidul fosforic H3PO4. Poate rezista oxidării la temperaturi ridicate. BN este stabil în aer, dar este hidrolizat încet de apă.
BN este atacat de fluor fluor FDouă și de acid fluorhidric HF.
Are o conductivitate termică ridicată, stabilitate termică ridicată și rezistivitate electrică ridicată, adică este un bun izolator al electricității. Are o suprafață ridicată.
H-BN (hexagonal BN) este un solid untuos la atingere, similar grafitului.
La încălzirea h-BN la temperatură și presiune ridicate, acesta se transformă în forma cubică c-BN, care este extrem de dură. Potrivit unor surse, este capabil să zgârie diamantul.
Materialele pe bază de BN au capacitatea de a absorbi contaminanți anorganici (cum ar fi ioni de metale grele) și contaminanți organici (cum ar fi coloranții și moleculele medicamentoase)..
Sorbția înseamnă că interacționează cu ei și îi poate adsorbi sau absorbi.
Pulberea de H-BN este preparată prin reacția dintre trioxidul de bor BDouăSAU3 sau acid boric H3BO3 cu NH amoniac3 sau cu uree NHDouă(CO) NHDouă sub atmosfera de azot NDouă.
BN poate fi obținut și prin reacția borului cu amoniacul la o temperatură foarte ridicată..
O altă modalitate de preparare este din diboranul B.DouăH6 și NH amoniac3 folosind un gaz inert și temperaturi ridicate (600-1080 ° C):
BDouăH6 + 2 NH3 → 2 BN + 6 HDouă
H-BN (nitrură de bor hexagonală) are o varietate de aplicații importante pe baza proprietăților sale:
-Ca lubrifiant solid
-Ca aditiv pentru produse cosmetice
-În izolatoarele electrice la temperatură ridicată
-În creuzete și vase de reacție
-În matrițe și vase de evaporare
-Pentru depozitarea hidrogenului
-În cataliză
-Pentru a absorbi poluanții din apele uzate
Se folosește nitrură de bor cubică (c-BN) pentru duritatea sa aproape egală cu cea a diamantului:
-În unelte de tăiere pentru prelucrarea materialelor feroase dure, cum ar fi aliajele dure de oțel, fontă și oțeluri de scule
-Pentru a îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a altor materiale dure, cum ar fi anumite ceramice pentru unelte de tăiat.
Sunt foarte utile în tehnologia dispozitivelor semiconductoare, care sunt componente ale echipamentelor electronice. Acestea servesc de exemplu:
-Pentru a face diode plate; diodele sunt dispozitive care permit electricității să circule într-o singură direcție
-În diode de memorie metal-izolator-semiconductor, cum ar fi Al-BN-SiODouă-da
-În circuite integrate ca limitator de tensiune
-Pentru a crește duritatea anumitor materiale
-Pentru a proteja unele materiale de oxidare
-Pentru a crește stabilitatea chimică și izolarea electrică a multor tipuri de dispozitive
-În condensatori cu peliculă subțire
Nanotuburile sunt structuri care la nivel molecular au formă de tuburi. Sunt tuburi atât de mici încât pot fi văzute doar cu microscopuri speciale.
Iată câteva dintre caracteristicile nanotuburilor BN:
-Au o hidrofobie ridicată, adică resping apa
-Au o rezistență ridicată la oxidare și căldură (pot rezista la oxidare până la 1000 ° C)
-Ele prezintă o capacitate mare de stocare a hidrogenului
-Absoarbe radiațiile
-Sunt foarte buni izolatori de electricitate
-Au o conductivitate termică ridicată
-Rezistența lor excelentă la oxidare la temperaturi ridicate înseamnă că pot fi utilizate pentru a crește stabilitatea la oxidare a suprafețelor..
-Datorită hidrofobiei lor, pot fi folosite pentru a pregăti suprafețe superhidrofobe, adică nu au afinitate pentru apă, iar apa nu le pătrunde.
-Nanotuburile BN îmbunătățesc proprietățile anumitor materiale, de exemplu, au fost utilizate pentru a crește duritatea și rezistența la rupere a sticlei.
Nanotuburile BN au fost testate ca purtători de medicamente împotriva cancerului, cum ar fi doxorubicina. Anumite compoziții cu aceste materiale au crescut eficiența chimioterapiei cu medicamentul menționat..
În mai multe experiențe, nanotuburile BN s-au dovedit a avea potențialul de a transporta noi medicamente și de a le elibera în mod corespunzător.
Utilizarea nanotuburilor BN în biomaterialele polimerice a fost investigată pentru a crește duritatea, viteza de degradare și durabilitatea acestora. Acestea sunt materiale utilizate de exemplu în implanturile ortopedice.
Nanotuburile BN au fost folosite pentru a construi noi dispozitive de detectare a umezelii, dioxidului de carbon, CODouă și pentru diagnostice clinice. Acești senzori au demonstrat un răspuns rapid și un timp de recuperare scurt..
Există unele îngrijorări cu privire la posibilele efecte toxice ale nanotuburilor BN. Nu există un consens clar cu privire la citotoxicitatea lor, deoarece unele studii indică faptul că sunt toxice pentru celule, în timp ce altele indică contrariul..
Acest lucru se datorează hidrofobicității sau insolubilității sale în apă, deoarece face dificilă efectuarea de studii asupra materialelor biologice..
Unii cercetători au acoperit suprafața nanotuburilor BN cu alți compuși care favorizează solubilitatea lor în apă, dar acest lucru a adăugat o mai mare incertitudine în experiențe.
Deși majoritatea studiilor indică faptul că nivelul său de toxicitate este scăzut, se estimează că ar trebui efectuate investigații mai precise.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.