六方氮化硼纳米管获功能化增强，有望成为下一代复合材料

      赖斯大学（美国得克萨斯州）的研究人员已经发现了一种“增强”具有官能团的电绝缘氮化硼纳米管的方法，使其更适合用于聚合物和复合材料。

      氮化硼纳米管，与碳纳米管类似，是六边形阵列；但与碳纳米管不同的是，它是由硼和氮原子交替组成的电绝缘混合物。

      赖斯大学（美国得克萨斯州）的研究人员已经发现了一种“增强”的具有官能团的电绝缘氮化硼纳米管的方法，使其更适合用于聚合物和复合材料。基于这项新发现，氮化硼纳米管有望成为下一代复合材料和聚合物材料的有效构建模块。

      研究人员Marti说，“碳纳米管具有出色的性能，但只能用半导体或金属导电类型获得它们，氮化硼纳米管是互补材料，可以填补这一空白。”

      目前为止，对纳米管的功能化一直是个难题，必须是使用化学添加剂对它们进行一定程度的“装饰”，才能使其根据应用进行定制和修改。并且由于氮化硼纳米管具有极高的强度和稳定性，即使在高温下，也难以修改其特性用于先进材料的生产。

      透射电子显微镜图像显示，左侧的原始氮化硼纳米管，右侧的功能化纳米管。

      但是通过比Billups-Birch反应可以释放氮化硼纳米管中电子与其他原子结合，使得研究人员可以给电惰性氮化硼纳米管加载负电荷。反过来，这又打开了它们与其它小分子的官能化。

      功能化纳米管可以改变或调整氮化硼的性质。当纯净状态时，它们可以分散在水中；但是将烷基链连接起来，它们就非常疏水（避水）。这使得工程师能够调整纳米管的性质，使其更容易向复合材料迈出下一步。

      研究人员对氮化硼纳米管样品进行功能化

     对氮化硼纳米管功能化的过程始于向纳米管添加纯氨气并将冷却至零下70摄氏度。然后让氮化硼纳米管与钠、锂或钾等活性金属相结合，这样其内部就会充满游离的电子。这样当其溶解在氨中时，就会释放出电子。释放的电子很快与氮化硼纳米管结合并为其他分子提供连接。研究人员发现缓慢加入烷基链，而不是一次加入，可以提高游离电子的绑定能力。

      研究人员还发现此过程是可逆的。与炭碳纳米管不同，氮化硼纳米管可以承受高温。将经过功能化处理的氮化硼纳米管放进高温炉中，在600摄氏度下可以剥离后期添加的分子，将它们返回到原始纯净状态。这个过程称之为去功能化，这将为是下一代复合材料研究带来新的研究方向。