能够承受极高温度的非常坚固的轻质材料可以迎来下一代航天器，增强现有设备或开发新的生物医学成像或储氢应用等。为此，莱斯大学安吉尔·马蒂实验室的科学家发现了一种制造高纯度氮化硼纳米管的新方法，这种空心圆柱形结构可以承受高达900摄氏度的温度，同时重量也比钢更坚固。
根据发布在《材料化学》上的一项研究，莱斯研究人员发现了如何使用磷酸去除氮化硼纳米管中难以去除的杂质并微调反应的方法。
“挑战在于，在材料合成过程中，除了管子之外，我们最终还会得到很多额外的东西，”化学博士生、该研究的主要作者Kevin Shumard说。“作为科学家，我们希望尽可能使用最纯净的材料，以便在实验时限制变量。这项工作使我们离制造材料更近了一步，当用作金属或陶瓷复合材料的添加剂时，这些材料有可能改造整个行业，使它们更加坚固。
通常损害纳米管质量和实用性的“额外物质”是氮化硼笼⎯包裹硼颗粒的空心球形结构。一篇显示磷酸作为氮化硼润湿剂的论文激发了研究人员探索是否可以使用这种酸来去除笼子。
“我们没想到会有反应，”化学，生物工程和材料科学与纳米工程教授，化学主席和赖斯新兴学者计划的教职主任马蒂说。
事实上，在室温下，什么也没发生。但是当他们把事情加热时，研究人员得到了一个惊喜。
“当我们通过显微镜观察时，我们没有看到管子，也没有笼子，”马蒂说。“取而代之的是金字塔。”
研究人员了解到，高温和酸浓度对氮化硼具有破坏性，因此他们修改了他们的假设，而是旨在调整反应以仅破坏材料中不需要的结构。
“通过大量的实验，我们开发了一个全新的纳米管纯化方向，”Shumard说。“我花了很多时间在电子显微镜前，阅读了很多带有氮化硼纳米管图像的论文。与其他材料相比，我们可以制造的材料是迄今为止我见过的最纯净的管子。
研究人员计划继续努力提高反应产率，以便生产足够的纳米管来制造纤维，这可能是一种合适且更可持续的钢替代品。
“氮占我们大气的70%，硼在岩石中含量很高，”Shumard说。“这项工作可以成为在强度和可持续性方面获得更好建筑材料的垫脚石。”
氮化硼纳米管的结构与碳纳米管非常相似，它们的一些特性也非常相似，例如拉伸强度和导热性。然而，氮化硼纳米管更具弹性，并且它们的一些特性与碳纳米管互补。
“例如，碳纳米管可以是电导体或半导体，而氮化硼纳米管是绝缘体，”马蒂说。“氮化硼纳米管的科学不如碳纳米管的科学发展，我们希望在我们的研究中解决这一空白，因为我们认为高效可靠地生产纯氮化硼纳米管的能力对广泛的行业来说可能很重要。
