Recentemente, la Korea Academy of Science and Technology (KAIST) ha sviluppato un metodo versatile per trasferire-stampare film BN di alta qualità composti da nanofogli BN densamente impilati basati su un meccanismo di commutazione dell'adesione indotta da desolvatazione (DIAS).

Il nitruro di boro nanoesagonale (BN) è un nuovo tipo di materiale ceramico con prestazioni eccellenti e un grande potenziale di sviluppo, che ha ricevuto ampia attenzione negli ultimi anni. Ha le caratteristiche di resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, resistenza alle radiazioni, elevata conduttività termica, lubrificazione ad alta temperatura, proprietà dielettriche e buone proprietà di isolamento. È uno dei materiali importanti per i materiali di dissipazione del calore ed è ampiamente utilizzato nell'industria metallurgica, aerospaziale, elettronica e nucleare, ecc. Tuttavia, la sua applicazione è limitata dall'attuale processo di sintesi.

Il metodo DIAS sviluppato dai ricercatori utilizza un metodo di macinazione a sfere assistito da urea per modificare i gruppi funzionali idrossi sui bordi del materiale BN e staccarsi per ottenere nanofogli BN. Quindi i nanofogli BN macinati a sfere vengono lavati con acqua, dialisi e trattamento ad ultrasuoni, seguiti da filtrazione sotto vuoto per ottenere materiali in film BN.

È dimostrato che la funzionalizzazione dei bordi dei fogli BN e la selezione razionale dell'energia superficiale della membrana combinata con il controllo sistematico dello stato di solvatazione e desolvatazione consentono un'ampia sintonizzazione delle interazioni interfacciali ai confini BN-BN, BN-membrana e BN-substrato. Pertanto, senza incorporare alcun additivo nel film BN e applicare alcun trattamento superficiale su substrati target, DIAS ottiene una resa di trasferimento quasi del 100% di film BN puri su diversi substrati, inclusi substrati contenenti irregolarità superficiali significative. I BN stampati dimostrano un'elevata trasparenza ottica (> 90%) e un'eccellente conduttività termica (> 167 Wm −1 K −1 ) per film spessi pochi micrometri grazie alle loro microstrutture dense e ben ordinate.

In conclusione, questo studio fornisce una strategia per preparare film sottili di nitruro di boro di alta qualità, che svolgeranno un ruolo più significativo e importante nei dispositivi optoelettronici di prossima generazione.

Riferimenti: Yujin Han, Hyeuk Jin Han, Yoonhyuk Rah, Cheolgyu Kim, Moohyum Kim, Hunhee Lim, Kwang Ho Ahn, Hanhwi Jang, Kyoungsik Yu, et al. Stampa a trasferimento versatile attivata dalla desolvatazione di pellicole termiche BN puro con doppia funzionalità ottica, Adv. Mater. 2020.DOI: 10.1002/adma.202002099