Sciencemag.cz
Doporučujeme
Hexagonální nitrid boru svou strukturou připomíná grafen, některými vlastnostmi se však od něj liší, ba ho i předčí. Tak se nyní ukazuje, že nitrid bóru má ještě větší pevnost v lomu (Poznámka PH: respektive je to tvrdost, křehkost nebo jak se té veličině správně říká? V překladu původní tiskové zprávy též „odolnost k růstu trhlin“.).
Přesněji řečeno, grafen by za ideálních podmínek triumfoval, jenže žádný materiál není dokonale pravidelný. V mřížce grafenu už několik nepravidelností v rozmístěných atomů jeho mechanické vlastnosti dost změní. V reálném světě, ukazují experimenty, je proto nitrid boru lepší, asi 10krát houževnatější. Dokonce se chová natolik divně, že se na něj nedá uplatnit Grifitthův vzorec (zformulován už r. 1921) o vztahu mezi velikostí trhliny v materiálu a velikosti síly, která je potřeba k růstu trhliny. U grafenu se nic podobného neděje, ale nitrid boru má vykazuje jakýsi podivný samovolný zpevňovací mechanismus.
Teoretický popis celého jevu je složitý, nicméně rozdílné chování má být prostě výsledkem toho, že v mřížce jsou obsaženy atomy dvou různých typů. Trhliny v nitridiu boru se při trhání nebo pohybu jehly pak mají tendenci rozvětvovat a otáčet, zatímco grafen se chová jako zip. Rozvětvování trhliny v mřížce nitridu boru pak znamená, že k jejímu růstu je potřeba dodatečná energie.
Elektronika z 2D materiálů bývá křehká, nitrid boru by ji mohl dodat větší trvanlivost. BN se používá jako izolační vrstva nebo jako základní vrstva, na níž se umisťují další součástky. Mohl by např. dodávat stabilitu ohebným zařízením, různými textiliím nebo i implantátům. Materiál je chemicky stabilní a odolný i proti vyšší teplotě.
Intrinsic toughening and stable crack propagation in hexagonal boron nitride, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03488-1, www.nature.com/articles/s41586-021-03488-1
Zdroj: Rice University / Phys.org
