تیمی از محققان مؤسسه مواد پیشرفته دانشگاه ایالتی فلوریدا، با همکاری شرکت «BNNT Materials»، در تلاش برای حذف محدودیت‌های حرارتی نانومواد پیشرفته و تأثیر مستقیم آن‌ها بر سیستم‌های دارورسانی، الکترونیک، سفرهای فضایی و سایر کاربردها می‌باشند. این تیم به سرپرستی دکتر ربکا سوئیت (Rebekah Sweat)، استادیار مهندسی صنایع و تولید این دانشگاه، دستاوردهای قابل توجهی در خصوص چگونگی حفظ پایداری نانولوله‌های نیترید بور خالص در دماهای بالا و در محیط‌های خنثی بدست آورده‌اند.

نانولوله‌های نیترید بور یا «BNNT»، نسبت به نانولوله‌های کربنی قوی‌تر بوده و در برابر دماهای بالا مقاومت بیشتری دارند. با این وجود، ساخت این مواد بسیار چالش برانگیز بوده و روش‌های فعلی تولید آن‌ها به نسبت جدیدتر است. همچنین روش‌های تولید این مواد در مقایسه با روش‌های ابداع شده برای تولید نانولوله‌های کربنی، قابل مقیاس نمی‌باشند. به همین دلیل است که یادگیری بیشتر در مورد نحوه عملکرد این مواد و روش‌های تولید آن‌ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

آنچه در تحقیقات جدید قابل توجه است، این است که نانولوله‌های نیترید بور در یک محیط خنثی (غیرفعال از منظر شیمیایی)، تا دمای 1800 درجه سانتیگراد کاملاً پایدار خواهند بود. علاوه بر این، «BNNT» در دمای 2200 درجه سانتیگراد نیز می‌تواند برای دوره‌های کوتاه‌مدت، بدون از دست دادن خواص مکانیکی مقاومت می‌نماید. سوئیت در این خصوص می‌گوید: «این تحقیق در مورد کشف خاصیتی است که برای آینده بسیار مفید است. ما دانش قوی‌تری در مورد نحوه عملکرد BNNTها و زمان و چگونگی از دست رفتن کارایی آن‌ها در دماهای بالا بدست آورده‌ایم. در واقع، ما با تغییر نحوه ساخت این کامپوزیت‌ها، به خواص بهتری از آن‌ها دست یافته‌ایم.»

کاربردهای بالقوه زیادی برای این مواد کامپوزیتی سبک و قوی می‌توان تعریف نمود؛ در واقع در هر چیزی (مانند یک توربین یا موتور) که گرم می‌شود و لازم است در دماهای بالا ویژگی‌های خود را حفظ نماید، می‌توان از این ماده استفاده نمود. این ماده، ویژگی‌های مثبت و بسیار مهمی برای کاربردهای فضایی و اکتشافات فضایی دارد. نکته مهم در خصوص نانولوله‌های نیترید بور این است که آن‌ها رسانای حرارتی بوده و گرما را به سرعت پخش می‌کنند. در نتیجه، پایداری مکانیکی آن‌ها در دماهای بالا، تقویت ساختار را برای کاربردهای مختلف ممکن می‌سازد. توانایی آن‌ها برای هدایت گرما، عایق‌بندی جریان الکتریکی و جلوگیری از تشعشعات می‌تواند در کاوشگرهای فضایی یا فضاپیماها در هنگام ورود مجدد به جو زمین مورد استفاده قرار گیرد. همین ویژگی‌ها آن‌ها را برای تجهیزات الکترونیکی با کارایی بالا نیز مفید می‌کند.

 مهول تانک (Mehul Tank) که دانشجوی دکتری دانشگاه ایالتی فلوریدا و عضو اصلی این تحقیق است، می‌گوید: «درک رفتار این نانولوله‌ها در دماهای بالا، برای ایجاد موادی که می‌توانند در شرایط خاص مقاومت کنند، اهمیت بسیار زیادی دارد. با به دست آمدن درک بهتری از عملکرد آن‌ها در این شرایط، می‌توانیم کامپوزیت‌هایی بهتری را توسعه دهیم که در دمای بالا ویژگی‌هایی مانند سرامیک‌ها و فلزات داشته باشند.»

گفتنی است که این پژوهش با کمک مالی برنامه سرمایه‌گذاری تجاری‌سازی «GAP FSU» انجام گرفته است. این رویداد، توسط دفتر تجاری‌سازی دانشگاه ایالتی فلوریدا برای کمک به تبدیل تحقیقات دانشگاهی به پروژه‌های تجاری بالقوه سازماندهی شده است. همچنین این مطالعه از طریق مشارکت با شرکت «BNNT Materials» که مستقر در ویرجینیا است پشتیبانی می‌شود. این شرکت نانولوله‌های «BNNT» را سنتز نموده و با محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا در راستای کشف اینکه چگونه این مواد در دماهای بالا جان سالم به در می‌برند و در شرایطی با حضور مواد شیمیایی مختلف چگونه عمل می‌کنند، همکاری می‌نماید.

مرجع: «Nanowerk»