（通訊員文靜）氮化硼納米材料（納米片、納米管）具有優(yōu)異力學和熱學性能，以及獨特的電學和光學性能，在高性能結(jié)構(gòu)材料和功能復(fù)合材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。高質(zhì)量氮化硼納米材料的宏量制備是這類材料面臨的巨大挑戰(zhàn)之一；氮化硼納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑與復(fù)合原理是該領(lǐng)域的前沿科學問題之一。
近日，我校8188www威尼斯王恒博士聯(lián)合武漢理工大學傅正義教授（共同通訊作者）等人開發(fā)了基于“H3BO3-NH3·H2O-H2O化學反應(yīng)”與“化學氣相沉積（CVD）”相結(jié)合的新技術(shù)，制備出橫向尺寸達1 μm，厚度小于10 nm，無基底、無催化劑、垂直取向的氮化硼納米片（圖1）。基于中間過程產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)演變、物相組成和表面化學成分的變化，團隊提出了“表面擴散”機理主導(dǎo)該體系中氮化硼納米片的形成（圖2）。相關(guān)工作以“Surface-diffusion mechanism for synthesis of substrate-free and catalyst-free boron nitride nanosheets”為題發(fā)表在硅酸鹽領(lǐng)域頂級期刊Journal of the European Ceramic Society（2020, 40 (15), 5324-5331）上。
圖1制備的氮化硼納米片的微觀結(jié)構(gòu)。
Figure1. Microstructureofthesynthesizedboron nitride nanosheets.
圖2.氮化硼納米片的形成過程示意圖。
Figure2.Schematic drawing of the growth process for boron nitride nanosheets.
為構(gòu)筑多維度的氮化硼納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮多種氮化硼納米材料的優(yōu)勢，團隊成員在合成硼-氮前驅(qū)體時引入過渡金屬催化劑，經(jīng)氨氣氣氛CVD系統(tǒng)中高溫反應(yīng)后，在氮化硼納米片上原位形成氮化硼納米管，制備出氮化硼納米片-納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，闡明了“表面擴散”和“固-液-固”聯(lián)合作用機理主導(dǎo)該體系中氮化硼納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的形成（圖3）。相關(guān)工作以“Large‐scale synthesis and growth mechanism of boron nitride nanocomposite assembled by nanosheets and nanotubes”為題發(fā)表在硅酸鹽領(lǐng)域頂級期刊Journal of the American Ceramic Society（2020, 103 (10), 5594-5598）上。
圖3氮化硼納米片-納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)演變過程。
Figure 3.The microstructural evolution and expectation of the boron nitride nanocomposite assembled by nanosheets and nanotubes.
王恒，8188www威尼斯無機非金屬材料工程教研室青年教師，2019年12月博士畢業(yè)于武漢理工大學材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室，博士期間赴英國?？巳卮髮W（University of Exeter）進行訪學研究，2020年1月加盟我校8188www威尼斯。主要研究方向為無機納米材料、先進結(jié)構(gòu)陶瓷與陶瓷分離膜材料；以第一作者在Scripta Mater, J Am Ceram Soc, J Eur Ceram Soc, Ceram Int,人工晶體學報,硅酸鹽通報等期刊上發(fā)表學術(shù)論文10篇；申請國家發(fā)明專利6項，已授權(quán)4項；主持（獲批）國家自然科學基金青年科學基金項目和武漢工程大學科學研究基金各1項。
