Det bornitrid Det er et uorganisk fast stof dannet ved foreningen af et boratom (B) med et nitrogenatom (N). Dens kemiske formel er BN. Det er et hvidt fast stof, der er meget modstandsdygtigt over for høje temperaturer og er en god varmeleder. Det bruges for eksempel til at fremstille digler i laboratorier.
Bornitrid (BN) er modstandsdygtig over for mange syrer, men det har en vis svaghed ved angreb af flussyre og smeltede baser. Det er en god isolator af elektricitet.
Det opnås i forskellige krystallinske strukturer, hvoraf de vigtigste er sekskantede og kubiske. Den sekskantede struktur ligner grafit og er glat, hvorfor det bruges som smøremiddel.
Den kubiske struktur er næsten lige så hård som diamant og bruges til at fremstille skæreværktøjer og til at forbedre sejheden i andre materialer.
Bornitrid kan fremstille mikroskopiske (ekstremt tynde) rør kaldet nanorør, som har medicinske anvendelser, såsom transport i kroppen og frigivelse af medicin mod kræfttumorer..
Artikelindeks
Bornitrid (BN) er en forbindelse, hvor bor- og nitrogenatomer er kovalent bundet med en tredobbelt binding.
I fast fase dannes BN af et lige antal bor- og nitrogenatomer i form af 6-leddede ringe..
BN findes i fire krystallinske former: sekskantet (h-BN) svarende til grafit, kubisk (c-BN) svarende til diamant, rhombohedral (r-BN) og wurtzit (w-BN).
Strukturen af h-BN svarer til den for grafit, det vil sige, den har planer med sekskantede ringe, der har alternerende bor- og nitrogenatomer..
Der er en stor afstand mellem h-BN-flyene, hvilket antyder, at de kun er forbundet af van der Waals-kræfter, som er meget svage tiltrækningskræfter, og flyene kan let glide over hinanden..
Af denne grund er h-BN ustabilt at røre ved..
Strukturen af kubisk BN c-BN svarer til diamant.
Bor nitrid
Fedtet hvidt fast stof eller glat at røre ved.
24,82 g / mol
Sublimerer ved ca. 3000 ºC.
Hex BN = 2,25 g / cm3
Kubisk BN = 3,47 g / cm3
Let opløselig i varm alkohol.
På grund af den stærke binding mellem nitrogen og bor (tredobbelt binding) har bornitrid en høj modstandsdygtighed over for kemisk angreb og er meget stabil.
Det er uopløseligt i syrer såsom saltsyre HCI, salpetersyre HNO3 og svovlsyre HtoSW4. Men det er opløseligt i smeltede baser som lithiumhydroxid LiOH, kaliumhydroxid KOH og natriumhydroxid NaOH.
Det reagerer ikke med de fleste metaller, briller eller salte. Reagerer undertiden med fosforsyre H3PO4. Det kan modstå oxidation ved høje temperaturer. BN er stabil i luft, men hydrolyseres langsomt af vand.
BN angribes af fluorgas Fto og ved flussyre HF.
Det har høj varmeledningsevne, høj termisk stabilitet og høj elektrisk modstand, det vil sige, det er en god isolator af elektricitet. Har et højt overfladeareal.
H-BN (sekskantet BN) er et ustabilt fast at røre ved, svarende til grafit.
Ved opvarmning af h-BN ved forhøjet temperatur og tryk konverterer den til den kubiske form c-BN, som er ekstremt hård. Ifølge nogle kilder er det i stand til at ridse diamanten.
BN-baserede materialer har evnen til at absorbere uorganiske forurenende stoffer (såsom tungmetalioner) og organiske forurenende stoffer (såsom farvestoffer og lægemiddelmolekyler)..
Sorption betyder, at den interagerer med dem og kan adsorbere eller absorbere dem.
H-BN-pulver fremstilles ved reaktionen mellem bortrioxid BtoELLER3 eller borsyre H3BO3 med NH-ammoniak3 eller med urinstof NHto(CO) NHto under nitrogenatmosfære Nto.
BN kan også opnås ved at reagere bor med ammoniak ved en meget høj temperatur..
En anden måde at forberede det på er fra diborane BtoH6 og NH-ammoniak3 ved hjælp af en inaktiv gas og høje temperaturer (600-1080 ° C):
BtoH6 + 2 NH3 → 2 BN + 6 Hto
H-BN (sekskantet bornitrid) har en række vigtige anvendelser baseret på dens egenskaber:
-Som et fast smøremiddel
-Som et additiv til kosmetik
-I elektriske isolatorer med høj temperatur
-I digler og reaktionsbeholdere
-I forme og fordampningskar
-Til opbevaring af brint
-I katalyse
-At adsorbere forurenende stoffer fra spildevand
Der anvendes kubisk bornitrid (c-BN) for dens hårdhed næsten lig med diamant:
-I skæreværktøjer til bearbejdning af hårde jernholdige materialer, såsom hårde legeringer af stål, støbejern og værktøjsstål
-For at forbedre hårdheden og slidstyrken for andre hårde materialer, såsom visse keramikker til skæreværktøjer.
De er meget nyttige i teknologien til halvlederanordninger, som er komponenter i elektronisk udstyr. De tjener for eksempel:
-At fremstille flade dioder; dioder er enheder, der kun tillader elektricitet at cirkulere i en retning
-I metal-isolator-halvlederhukommelsesdioder, såsom Al-BN-SiOto-Ja
-I integrerede kredsløb som spændingsbegrænser
-For at øge hårdheden af visse materialer
-For at beskytte nogle materialer mod oxidation
-At øge den kemiske stabilitet og elektriske isolering af mange typer enheder
-I tyndfilmskondensatorer
Nanorør er strukturer, der på molekylært niveau er formet som rør. De er rør, der er så små, at de kun kan ses med specielle mikroskoper.
Her er nogle af egenskaberne ved BN-nanorør:
-De har en høj hydrofobicitet, det vil sige, de afviser vand
-De har en høj modstandsdygtighed over for oxidation og varme (de kan modstå oxidation op til 1000 ° C)
-De udviser en høj brintlagerkapacitet
-Absorber stråling
-De er meget gode isolatorer af elektricitet
-De har en høj varmeledningsevne
-Deres fremragende modstandsdygtighed over for oxidation ved høje temperaturer betyder, at de kan bruges til at øge overfladens oxidationsstabilitet..
-På grund af deres hydrofobicitet kan de bruges til at forberede superhydrofobe overflader, det vil sige de har ingen affinitet for vand og vand trænger ikke ind i dem.
-BN-nanorør forbedrer egenskaberne for visse materialer, for eksempel er det blevet brugt til at øge hårdheden og modstanden mod brud på glas.
BN-nanorør er blevet testet som bærere af kræftlægemidler såsom doxorubicin. Visse sammensætninger med disse materialer forøgede kemoterapiens effektivitet med lægemidlet..
I flere oplevelser har BN nanorør vist sig at have potentialet til at transportere nye lægemidler og frigive dem ordentligt.
Brugen af BN-nanorør i polymere biomaterialer er blevet undersøgt for at øge deres hårdhed, nedbrydningshastighed og holdbarhed. Dette er materialer, der f.eks. Bruges i ortopædiske implantater.
BN-nanorør er blevet brugt til at bygge nye enheder til at detektere fugt, kuldioxid, COto og til kliniske diagnoser. Disse sensorer har vist hurtig respons og kort restitutionstid..
Der er en vis bekymring over de mulige toksiske virkninger af BN-nanorør. Der er ingen klar konsensus om deres cytotoksicitet, da nogle undersøgelser indikerer, at de er giftige for celler, mens andre indikerer det modsatte..
Dette skyldes dets hydrofobicitet eller uopløselighed i vand, da det gør det vanskeligt at udføre undersøgelser af biologiske materialer..
Nogle forskere har belagt overfladen af BN-nanorør med andre forbindelser, der favoriserer deres opløselighed i vand, men dette har tilføjet større usikkerhed i oplevelserne.
Selvom de fleste undersøgelser indikerer, at dets toksicitetsniveau er lavt, anslås det, at der bør foretages mere præcise undersøgelser.
Endnu ingen kommentarer