Учёные из Университета Райса обнаружили, что слой шестигранного нитрида бора (h-BN) толщиной всего в несколько атомов, защищает покрытое им вещество от окисления даже при высоких температурах.

Один или несколько слоёв материала, называемого «белым графеном», защищают никель от ржавчины даже при температурах до 1100 градусов Цельсия и могут быть произведены с формой и размерами пригодными для промышленного применения.

Паликель Аджаян (Pulickel Ajayan) и Джун Лу (Jun Lou) опубликовали в журнале Nature Communications своё исследование, посвящённое веществу, сохраняющему стабильность при температуре до 1 500 градусов, и не вступающее при этом в реакцию с большинством химических веществ.

Защита от окисления уже большое достижение, и при этом по размеру готового продукта у лаборатории Райса в данный момент нет конкурентов. Исследователи видят потенциал для плёнок h-BN большой площади, получаемых методом масштабируемого парофазного осаждения.

«Мы думаем, что это исследование открывает новые возможности для двухмерных материалов" — сказал Лу, адъюнкт-профессор общего машиностроения и материаловедения. «Все говорят о том, как применять такие материалы в электронных или фотонных устройствах. Но если нашу задумку получится реализовать в больших масштабах, то откроются новые области применения».

Он также сказал, что „белый графен“ может применяться для защиты турбин, реактивных двигателей, геологоразведовательном оборудовании или под водой, либо в других суровых средах, где минимальный размер и вес являлся бы существенным преимуществом, хотя износ и истирание может стать проблемой и требовать выбора оптимальной толщины защитного слоя в зависимости от конкретного применения.

Также Лу сказал, что практически полная невидимость делает его пригодным для использования в солнечных батареях.

„На самом деле оно может стать очень полезным материалом для покрытия“, сказал он.

Учёные произвели небольшие плёнки „белого графена“ с помощью химического осаждения из газовой среды, которое можно увеличить до промышленных масштабов. Сначала тонкий слой материала был выращен на никелевой фольге – оказалось, он выдерживает высокие температуры в богатой кислородом среде. Также ученые вырастили h-BN на графене и обнаружили, что листы h-BN легко переносятся на медь и сталь с похожими результатами.

«Удивительно, насколько тонки эти слои, и какие сверхвысокие температуры они выдерживают. Это неинвазивное покрытие толщиной всего в несколько нанометров. Они почти не занимают места», — сказал Аджаян.