Determinan una materia bidimensional 10 veces más resistente a la fractura que el grafeno

Debido a la disposición asimétrica de los átomos de esta materia, las grietas hexagonales de nitruro de boro tienden a ramificarse y cambiar de dirección, lo que dificulta su propagación.

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La estructura de la nitruro de boro hexagonal (h-BN) lo hace mucho más resistente a las fracturas que el grafeno, estableció un equipo de científicos de China, Estados Unidos y Singapur después de más de 1.000 horas de experimentos con ambos materiales.

Se sabe que los enlaces carbono-carbono, en los que se basa el grafeno, son los más fuertes de la naturaleza. Sin embargo, en condiciones reales, la ausencia de un solo átomo es suficiente para que se forme una grieta en el grafeno capaz de crecer rápidamente. Esto afecta drásticamente el rendimiento de ese material 2D, explica Jun Lou, miembro del equipo, en un comunicado publicado por Rice University (EE. UU.) Este miércoles.

“Medimos la resistencia a la fractura del grafeno hace 7 años y no es realmente muy resistente. […] Si tiene una grieta en la celosía, una pequeña carga simplemente se romperá el material “, dice el científico.

A su vez, el h-BN es estructuralmente similar al grafeno, pero sus enlaces son más débiles dada la disposición asimétrica de sus átomos. Inicialmente, los investigadores pensaron que su resistencia es menor que la del grafeno. Sin embargo, después de una serie de pruebas de laboratorio, determinaron que es 1

“Lo que vemos en este material es extraordinario. Nadie esperaba ver esto en materiales 2D. Por eso es tan emocionante “, dice Lou.

Al estudiar el material con un microscopio electrónico, los científicos entendieron que la fuerza de h-BN radica precisamente en la asimetría de su estructura hexagonal. En el grafeno, la grieta atraviesa directamente el material, como una cremallera. Por el contrario, en nitruro de boro hexagonDeterminan una materia bidimensional 10 veces más resistente a la fractura que el grafenoal se ramifica y cambia de dirección.

“Si la grieta está ramificada, significa que está girando. Si tiene esta grieta giratoria, la energía adicional la impulsará más. Por lo tanto, endurece eficazmente su material al convertirlo en mucho más difícil que la grieta se extienda“, describe Lou.

“Bajo cargas extremas, la fractura puede ser inevitable, pero sus efectos catastróficos pueden mitigarse mediante el diseño estructural”, dice su colega, Huajian Gao.

En cuanto al posible uso del descubrimiento, Lou cree que sería “grandes noticias para la comunidad electrónica 2D”, donde se puede utilizar como capa protectora. Mientras tanto, cree que “el área de nicho para la electrónica basada en materiales 2D es el dispositivo flexible”.

H/T – Newsbezzer