В НИТУ "МИСиС" разработали экономичный способ получения наночастиц гексагонального нитрида бора

Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ "МИСиС") разработали экономичный способ получения наночастиц гексагонального нитрида бора, который позволит производить этот модификатор-упрочнитель композиционных материалов в промышленных масштабах, сообщает РИА Новости. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Material Science & Engineering A.

Композиционные материалы – это многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы, армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жёсткостью и т. д. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого отличаются от свойств каждого из его составляющих. Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они легче.

Один из возможных модификаторов-упрочнителей композиционных материалов – наночастицы гексагонального нитрида бора. Их уникальные свойства известны материаловедам довольно давно. Эти наноматериалы могут применяться для решения самых разных задач, включая адресную доставку лекарств. Однако процесс получения наночастиц нитрида бора – дело весьма непростое и дорогостоящее.

Ученые научно-исследовательской лаборатории "Неорганические наноматериалы" НИТУ "МИСиС" разработали технологию получения наночастиц путем контролируемого расслоения и измельчения микропорошка гексагонального нитрида бора в шаровой мельнице.

За счет высокоэнергетической обработки микрочастиц в различных средах исследователям удалось снизить размеры частиц более чем в 100 раз и получить нанолисты размером 50-100 нм.

"Результаты работы показали высокую эффективность расслоения и измельчения микропорошка гексагонального нитрида бора в шаровой мельнице, разработанная методика позволяет обеспечить высокий выход наночастиц средним размером 50-100 нм", - рассказал РИА Новости соавтор исследования, старший научный сотрудник лаборатории "Неорганические наноматериалы" Андрей Ковальский.

С применением полученных наночастиц ученые синтезировали первые композиционные металлокерамические материалы на основе алюминия, которые уже показали существенное упрочнение. По подсчетам НИТУ "МИСиС", затраты на получение подобных наноструктур с применением новой технологии могут быть снижены более чем в 20 раз, по сравнению с использованием традиционных методик высокотемпературного синтеза.

Гексагональный нитрид бора – типичный слоистый материал, структурный близнец графена. Микрочастицы гексагонального нитрида бора представляют из себя "пакеты" листов.

Для получения наночастиц эти "пакеты" необходимо расслоить и измельчить. При механическом, или ультразвуковом измельчении в итоговом продукте всегда обнаруживаются примеси материалов, из которых изготовлен инструмент. В предложенной технологии, благодаря сочетанию условий среды (аргон, изопропанол, полиэтиленгликоль) и оптимизации параметров обработки, исследователям удалось значительно снизить количество примесей. Это, в сочетании с дешевизной нового метода, позволит в ближайшем времени использовать его в промышленных масштабах.

Иллюстрация: Процесс перемешивания наночастиц. © Фото : Сергей Гнусков, НИТУ "МИСиС"

Источник: ria.ru