De boornitride Het is een anorganische vaste stof gevormd door de vereniging van een booratoom (B) met een stikstofatoom (N). De chemische formule is BN. Het is een witte vaste stof die zeer goed bestand is tegen hoge temperaturen en een goede warmtegeleider is. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt om laboratoriumkroezen te maken.
Boornitride (BN) is resistent tegen veel zuren, maar heeft een zekere zwakte voor aantasting door fluorwaterstofzuur en door gesmolten basen. Het is een goede isolator van elektriciteit.
Het wordt verkregen in verschillende kristallijne structuren, waarvan de belangrijkste hexagonaal en kubisch zijn. De zeshoekige structuur lijkt op grafiet en is glad, daarom wordt het gebruikt als smeermiddel.
De kubusvormige structuur is bijna net zo hard als diamant en wordt gebruikt om snijgereedschappen van te maken en om de taaiheid van andere materialen te verbeteren.
Boornitride kan microscopisch kleine (extreem dunne) buisjes maken, nanobuisjes genaamd, die medische toepassingen hebben, zoals transport in het lichaam en het vrijgeven van medicijnen tegen kankertumoren..
Artikel index
Boornitride (BN) is een verbinding waarbij boor- en stikstofatomen covalent gebonden zijn met een drievoudige binding.
In vaste fase wordt BN gevormd door een gelijk aantal boor- en stikstofatomen in de vorm van 6-ledige ringen..
BN bestaat in vier kristallijne vormen: hexagonaal (h-BN) vergelijkbaar met grafiet, kubisch (c-BN) vergelijkbaar met diamant, rhombohedraal (r-BN) en wurtziet (w-BN).
De structuur van h-BN is vergelijkbaar met die van grafiet, dat wil zeggen, het heeft vlakken van zeshoekige ringen met afwisselend boor- en stikstofatomen..
Er is een grote afstand tussen de vlakken van h-BN, wat suggereert dat ze alleen worden samengevoegd door van der Waalskrachten, die zeer zwakke aantrekkingskrachtkrachten zijn en de vlakken gemakkelijk over elkaar kunnen glijden..
Om deze reden voelt h-BN zalvend aan..
De structuur van kubieke BN c-BN is vergelijkbaar met diamant.
Boornitride
Vettige witte vaste stof of glad aanvoelend.
24,82 g / mol
Sublimeert bij ongeveer 3000 ºC.
Hex BN = 2,25 g / cm3
Kubieke BN = 3,47 g / cm3
Enigszins oplosbaar in hete alcohol.
Door de sterke binding tussen stikstof en boor (drievoudige binding) heeft boornitride een hoge weerstand tegen chemische aantasting en is het zeer stabiel.
Het is onoplosbaar in zuren zoals zoutzuur HCl, salpeterzuur HNO3 en zwavelzuur HtweeSW4. Maar het is oplosbaar in gesmolten basen zoals lithiumhydroxide LiOH, kaliumhydroxide KOH en natriumhydroxide NaOH.
Het reageert niet met de meeste metalen, glazen of zouten. Reageert soms met fosforzuur H3PO4. Het is bestand tegen oxidatie bij hoge temperaturen. BN is stabiel in lucht maar wordt langzaam gehydrolyseerd door water.
BN wordt aangevallen door fluorgas Ftwee en door fluorwaterstofzuur HF.
Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, een hoge thermische stabiliteit en een hoge elektrische weerstand, dat wil zeggen, het is een goede isolator van elektriciteit. Heeft een hoog oppervlak.
H-BN (hexagonaal BN) is een zalvende vaste stof die aanvoelt, vergelijkbaar met grafiet.
Bij verhitting van h-BN bij verhoogde temperatuur en druk wordt het omgezet in de kubische vorm c-BN die extreem hard is. Volgens sommige bronnen is het in staat om de diamant te krassen.
Op BN gebaseerde materialen kunnen anorganische verontreinigingen (zoals zware metaalionen) en organische verontreinigingen (zoals kleurstoffen en medicijnmoleculen) absorberen..
Sorptie betekent dat het met hen in wisselwerking staat en ze kan adsorberen of absorberen.
H-BN-poeder wordt bereid door de reactie tussen boortrioxide BtweeOF3 of boorzuur H3BO3 met NH ammoniak3 of met ureum NHtwee(CO) NHtwee onder stikstofatmosfeer Ntwee.
BN kan ook worden verkregen door boor te laten reageren met ammoniak bij een zeer hoge temperatuur..
Een andere manier om het te bereiden is van diboraan BtweeH.6 en NH ammoniak3 met een inert gas en hoge temperaturen (600-1080 ° C):
BtweeH.6 + 2 NH3 → 2 BN + 6 Htwee
H-BN (hexagonaal boornitride) heeft een aantal belangrijke toepassingen op basis van zijn eigenschappen:
-Als vast smeermiddel
-Als additief voor cosmetica
-In elektrische isolatoren op hoge temperatuur
-In smeltkroezen en reactievaten
-In mallen en verdampingsvaten
-Voor waterstofopslag
-In katalyse
-Om verontreinigende stoffen uit afvalwater te adsorberen
Kubisch boornitride (c-BN) vanwege zijn hardheid bijna gelijk aan die van diamant wordt gebruikt:
-In snijgereedschappen voor het bewerken van harde ferromaterialen, zoals harde legeringen van staal, gietijzer en gereedschapsstaal
-Om de hardheid en slijtvastheid van andere harde materialen te verbeteren, zoals bepaalde keramiek voor snijgereedschappen.
Ze zijn erg handig in de technologie van halfgeleiderapparaten, die componenten zijn van elektronische apparatuur. Ze serveren bijvoorbeeld:
-Om platte diodes te maken; diodes zijn apparaten die elektriciteit slechts in één richting laten circuleren
-In metaal-isolator-halfgeleider geheugendiodes, zoals Al-BN-SiOtwee-Ja
-In geïntegreerde schakelingen als spanningsbegrenzer
-Om de hardheid van bepaalde materialen te verhogen
-Om sommige materialen tegen oxidatie te beschermen
-Om de chemische stabiliteit en elektrische isolatie van veel soorten apparaten te vergroten
-In dunne filmcondensatoren
Nanobuisjes zijn structuren die op moleculair niveau buisvormig zijn. Het zijn buisjes die zo klein zijn dat ze alleen met speciale microscopen te zien zijn.
Hier zijn enkele kenmerken van BN-nanobuisjes:
-Ze hebben een hoge hydrofobiciteit, dat wil zeggen dat ze water afstoten
-Ze hebben een hoge weerstand tegen oxidatie en hitte (ze zijn bestand tegen oxidatie tot 1000 ° C)
-Ze hebben een hoge opslagcapaciteit voor waterstof
-Absorbeer straling
-Het zijn zeer goede isolatoren van elektriciteit
-Ze hebben een hoge thermische geleidbaarheid
-Door hun uitstekende weerstand tegen oxidatie bij hoge temperaturen kunnen ze worden gebruikt om de oxidatiestabiliteit van oppervlakken te verhogen..
-Vanwege hun hydrofobiciteit kunnen ze worden gebruikt om superhydrofobe oppervlakken te bereiden, dat wil zeggen dat ze geen affiniteit hebben voor water en dat water er niet in doordringt.
-BN-nanobuisjes verbeteren de eigenschappen van bepaalde materialen, het is bijvoorbeeld gebruikt om de hardheid en weerstand tegen breuk van glas te vergroten.
BN-nanobuisjes zijn getest als dragers voor kankermedicijnen zoals doxorubicine. Bepaalde samenstellingen met deze materialen verhoogden de efficiëntie van chemotherapie met genoemd medicijn..
In verschillende ervaringen is aangetoond dat BN-nanobuisjes het potentieel hebben om nieuwe medicijnen te transporteren en op de juiste manier af te geven.
Het gebruik van BN-nanobuisjes in polymere biomaterialen is onderzocht om hun hardheid, afbraaksnelheid en duurzaamheid te verhogen. Dit zijn materialen die bijvoorbeeld worden gebruikt in orthopedische implantaten.
BN-nanobuisjes zijn gebruikt om nieuwe apparaten te bouwen om vocht, kooldioxide en CO te detecterentwee en voor klinische diagnoses. Deze sensoren hebben een snelle respons en een korte hersteltijd aangetoond..
Er bestaat enige bezorgdheid over de mogelijke toxische effecten van BN-nanobuisjes. Er is geen duidelijke consensus over hun cytotoxiciteit, aangezien sommige onderzoeken aangeven dat ze giftig zijn voor cellen, terwijl andere het tegenovergestelde aangeven..
Dit komt door de hydrofobiciteit of onoplosbaarheid in water, omdat het moeilijk is om onderzoek te doen naar biologische materialen..
Sommige onderzoekers hebben het oppervlak van BN-nanobuisjes gecoat met andere verbindingen die hun oplosbaarheid in water bevorderen, maar dit heeft tot grotere onzekerheid in de ervaringen geleid..
Hoewel de meeste onderzoeken aangeven dat de toxiciteit ervan laag is, wordt geschat dat er nauwkeuriger onderzoek moet worden uitgevoerd.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.