Avaliação De Diferentes Rotas De Esfoliação Líquida Para Obtenção De Nanolamelas De Nitreto De Boro Hexagonal

Abstract

, graphite analogous structure, has many interesting applications due to its excellent thermal, electrical and mechanical properties. In this study, different routes of liquid exfoliation using solvent and ultrasound were used to obtain two-dimensional (2D) nanosheets of h-BN. The efficiency of the exfoliative routes was evaluated by Transmission electron microscopy (TEM) and UV-Vis spectroscopy. Results demonstrated that the technique was effective in the exfoliation of h-BN bulk and that the solvent's choice, considering an optimum surface tension of the solvent-solute system, and the rotation of the centrifugation in the selection of the exfoliated nanosheets, are crucial for the performance of the technique. The most promising exfoliation route has been found to be the dispersion of h-BN in solvent mixture (20% IPA in water) for 3 h on ultrasound, followed by centrifugation at 1500 or 3000 rpm.Keywords: hexagonal boron nitride; liquid exfoliation; nanosheets; layered materials. INTRODUÇÃOMateriais lamelares bidimensionais têm sido muito estudados devido à riqueza de fenômenos físicos incomuns que ocorrem quando o transporte de carga e calor são confinados em um plano. O confinamento de elétrons possibilita propriedades eletrônicas muito atraentes e a espessura atômica oferece maior flexibilidade mecânica e transparência óptica.1-5 Além disso, a elevada área superficial em relação ao seu volume garante elevados níveis de energia na superfície, sendo extremamente atraente para a transferência de calor, 5,6 além de propiciar estruturas altamente sensíveis a estímulos, tais como modificação química, campos elétricos, deformação mecânica, dopagem e adsorção de outras moléculas ou materiais, permitindo maior controle e ajuste dessas propriedades. 1,[3][4][5] Entre os materiais bidimensionais, o nitreto de boro hexagonal (h-BN) apresenta excelente resistência mecânica e à corrosão, alta resistividade elétrica, elevada dureza e condutividade térmica estimada entre 300 a 2000 Wm K -1 . 6-10 Além de ser altamente inerte, atóxico e possuir ação lubrificante, 6-10 sua forma cristalina hexagonal é semelhante à do grafite, em que camadas bidimensionais (2D) alternadas de átomos de boro (B) e nitrogênio (N), vinculadas por ligações covalentes em um arranjo tipo "colmeia", são sobrepostas e ligadas por fracas forças de van der Waals, formando um cristal anisotrópico tridimensional (3D). 7-9A principal vantagem do nitreto de boro em relação ao grafite é a sua estabilidade térmica.7,10 Além disso, é um material isolante elétrico com elevada condutividade térmica, propriedades interessantes para a aditivação de compósitos dielétricos e dispositivos eletro e optoeletrônicos, 2,6-10 obtidas preferencialmente a partir da exposição dos planos (002) do cristal. 4,6 Dessa forma, o processo de separação por meio da esfoliação facilita a exposição desses planos e a exploração do material. 4,6A esfoliação ou delaminação é uma técnica capaz de romper as forças de van der Waals entre as estruturas lamelares bidimensionais (2D).3 As lamel...