研究人员发现先进纳米材料的热极限

高性能材料研究所的FAMU-FSU工程学院研究人员团队正在探索先进纳米材料的热极限，这项工作可能对药物输送系统、电子、太空旅行和其他应用产生直接影响。

由工业和制造工程助理教授RebekahSweat领导的研究团队首次完成了关于纯化的氮化硼纳米管如何在惰性环境中的极端温度下保持稳定的研究。

他们的工作发表在《应用纳米材料》杂志上。

氮化硼纳米管或BNNT比碳纳米管更坚固、更耐高温。就像它们的碳表亲一样，它们是用纳米测量的结构——长度等于十亿分之一米。

但是制造这些材料具有挑战性。目前用于BNNT的方法较新，尚未产生与为碳纳米管设计的方法相同的数量。这就是为什么更多地了解它们的功能很重要的原因。

研究人员发现，BNNT在高达1800°C的惰性环境(制造它们的化学惰性气氛)中完全稳定。他们还了解到，BNNT可以在短时间内承受2200°C的温度，而不会失去使其如此有效的机械性能。

“这项研究是关于发现对未来非常有用的财产，”斯威特说。“我们对BNNT在何时以及如何发生热失效方面的表现有了更深入的了解——因为所有材料确实都有局限性。我们已经改变了制造这些类型的复合材料的方式，以更好地利用它们的特性。”

这些轻质、坚固的复合材料的潜在应用很多。任何变热的东西，如涡轮机或发动机，都可能使用它们在高温环境中运行。它们具有导热性，这意味着它们可以快速散发热量，并且它们的机械稳定性提供了结构加固。

BNNT在太空探索中的应用显示出特别的前景。它们具有导热、绝缘电流和阻挡辐射的能力，可用于重返地球大气层期间的太空漫游车或航天器。这些相同的特性也使它们可用于高性能电子产品。

“了解这些纳米管在高温下的行为对于制造能够承受极端条件的材料至关重要，无论是在制造中还是在最终使用中，”主要作者和博士生MehulTank说。“随着我们更好地了解它们在这些条件下的功能，我们将能够更好地制造采用高温加工基质的复合材料，如陶瓷和金属。”