国内科研团队合作开发：氮化硼块体导热和高温结构材料

3月15日，自然材料（Nature Materials）期刊发表由清华大学深圳国际研究生院、中科院深圳先进技术研究院、金属研究所等国内研究团队合作开发的研究成果，在近室温（45℃）制备氮化硼块体导热和高温结构材料。

论文地址：

https://www.nature.com/articles/s41563-024-01840-0

氮化硼块体材料制备机理及应用

传统的块体范德华(vdW)材料制造需要1000℃以上的温度，由相应的颗粒烧结而成。这项研究中，不是在如此高的温度下直接烧结石墨或氮化硼颗粒，而是以极低的能耗将这些颗粒剥离成二维(2D)纳米片。随后，采用45℃（甚至室温）下的成型工艺将这些纳米片转化为机械强度高的块状范德华材料，材料的孔隙率<0.1%。

机理研究表明，水介导的范德华相互作用的激活是形成坚固而致密的块体材料的原因。最初，吸附在二维纳米片上的水起润滑作用并促进排列。随后的挤压会关闭排列整齐的纳米片之间的间隙，并将其致密化为坚固的块体材料。水挤压还会产生应力，并且应力会随着成型温度的升高而增加，温度过高会导致片间错位；因此，近室温成型工艺是首选。该技术提供了一种节能的替代方法，可以设计出具有定制成分和特性的各种致密块体范德华材料。该方法适用于多种二维材料，包括MXene和过渡金属二硫化物。此外，无添加剂的范德华材料有助于实现二维材料基聚合物复合材料失效的高温应用。