le Nitrure de bore C'est un solide inorganique formé par l'union d'un atome de bore (B) avec un atome d'azote (N). Sa formule chimique est BN. C'est un solide blanc très résistant aux températures élevées et un bon conducteur de chaleur. Il est utilisé par exemple pour fabriquer des creusets de laboratoire.
Le nitrure de bore (BN) est résistant à de nombreux acides, cependant, il présente une certaine faiblesse aux attaques de l'acide fluorhydrique et des bases fondues. C'est un bon isolant de l'électricité.
Il est obtenu dans diverses structures cristallines, dont les plus importantes sont hexagonales et cubiques. La structure hexagonale ressemble au graphite et est glissante, c'est pourquoi elle est utilisée comme lubrifiant.
La structure cubique est presque aussi dure que le diamant et est utilisée pour fabriquer des outils de coupe et pour améliorer la ténacité d'autres matériaux.
Le nitrure de bore peut fabriquer des tubes microscopiques (extrêmement minces) appelés nanotubes, qui ont des applications médicales, telles que le transport dans le corps et la libération de médicaments contre les tumeurs cancéreuses..
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Le nitrure de bore (BN) est un composé dans lequel les atomes de bore et d'azote sont liés de manière covalente par une triple liaison.
En phase solide, BN est formé par un nombre égal d'atomes de bore et d'azote sous la forme de cycles à 6 chaînons..
BN existe sous quatre formes cristallines: hexagonale (h-BN) similaire au graphite, cubique (c-BN) similaire au diamant, rhomboédrique (r-BN) et wurtzite (w-BN).
La structure du h-BN est similaire à celle du graphite, c'est-à-dire qu'elle a des plans d'anneaux hexagonaux qui ont des atomes de bore et d'azote en alternance..
Il y a une grande distance entre les plans de h-BN, ce qui suggère qu'ils ne sont joints que par des forces de van der Waals, qui sont des forces d'attraction très faibles et les avions peuvent facilement glisser les uns sur les autres..
Pour cette raison, h-BN est onctueux au toucher..
La structure du BN cubique c-BN est similaire à celle du diamant.
Nitrure de bore
Blanc gras solide ou glissant au toucher.
24,82 g / mol
Sublime à environ 3000 ºC.
Hex BN = 2,25 g / cm3
BN cubique = 3,47 g / cm3
Légèrement soluble dans l'alcool chaud.
En raison de la forte liaison entre l'azote et le bore (triple liaison), le nitrure de bore a une haute résistance aux attaques chimiques et est très stable.
Il est insoluble dans les acides tels que l'acide chlorhydrique HCl, l'acide nitrique HNO3 et acide sulfurique HdeuxSW4. Mais il est soluble dans les bases fondues comme l'hydroxyde de lithium LiOH, l'hydroxyde de potassium KOH et l'hydroxyde de sodium NaOH.
Il ne réagit pas avec la plupart des métaux, verres ou sels. Réagit parfois avec l'acide phosphorique H3PO4. Il peut résister à l'oxydation à des températures élevées. Le BN est stable dans l'air mais est lentement hydrolysé par l'eau.
BN est attaqué par le gaz fluor Fdeux et par l'acide fluorhydrique HF.
Il a une conductivité thermique élevée, une stabilité thermique élevée et une résistivité électrique élevée, c'est-à-dire un bon isolant de l'électricité. A une grande surface.
H-BN (hexagonal BN) est un solide onctueux au toucher, semblable au graphite.
En chauffant le h-BN à une température et une pression élevées, il se transforme en forme cubique c-BN qui est extrêmement dure. Selon certaines sources, il est capable de rayer le diamant.
Les matériaux à base de BN ont la capacité d'absorber les contaminants inorganiques (tels que les ions de métaux lourds) et les contaminants organiques (tels que les colorants et les molécules de médicaments)..
La sorption signifie qu'elle interagit avec eux et peut les adsorber ou les absorber.
La poudre de H-BN est préparée par réaction entre le trioxyde de bore BdeuxOU ALORS3 ou acide borique H3BO3 avec NH ammoniac3 ou avec de l'urée NHdeux(CO) NHdeux sous atmosphère d'azote Ndeux.
Le BN peut également être obtenu en faisant réagir du bore avec de l'ammoniac à très haute température..
Une autre façon de le préparer est à partir de diborane BdeuxH6 et NH ammoniac3 utilisant un gaz inerte et des températures élevées (600-1080 ° C):
BdeuxH6 + 2 NH3 → 2 BN + 6 Hdeux
H-BN (nitrure de bore hexagonal) a une variété d'applications importantes basées sur ses propriétés:
-En tant que lubrifiant solide
-En tant qu'additif pour les cosmétiques
-Dans les isolateurs électriques haute température
-Dans des creusets et des récipients de réaction
-Dans les moules et les cuves d'évaporation
-Pour le stockage de l'hydrogène
-En catalyse
-Pour adsorber les polluants des eaux usées
On utilise du nitrure de bore cubique (c-BN) pour sa dureté presque égale à celle du diamant:
-Dans les outils de coupe pour l'usinage de matériaux ferreux durs, tels que les alliages durs d'acier, de fonte et d'aciers à outils
-Pour améliorer la dureté et la résistance à l'usure d'autres matériaux durs tels que certaines céramiques pour outils de coupe.
Ils sont très utiles dans la technologie des dispositifs à semi-conducteurs, qui sont des composants d'équipements électroniques. Ils servent par exemple:
-Pour fabriquer des diodes plates; les diodes sont des dispositifs qui permettent à l'électricité de circuler dans un seul sens
-Dans les diodes de mémoire métal-isolant-semiconducteur, telles que Al-BN-SiOdeux-Oui
-Dans les circuits intégrés comme limiteur de tension
-Pour augmenter la dureté de certains matériaux
-Pour protéger certains matériaux de l'oxydation
-Pour augmenter la stabilité chimique et l'isolation électrique de nombreux types d'appareils
-Dans les condensateurs à couche mince
Les nanotubes sont des structures qui, au niveau moléculaire, ont la forme de tubes. Ce sont des tubes si petits qu'ils ne peuvent être vus qu'avec des microscopes spéciaux.
Voici quelques-unes des caractéristiques des nanotubes BN:
-Ils ont une hydrophobicité élevée, c'est-à-dire qu'ils repoussent l'eau
-Ils ont une haute résistance à l'oxydation et à la chaleur (ils peuvent résister à l'oxydation jusqu'à 1000 ° C)
-Ils présentent une capacité de stockage d'hydrogène élevée
-Absorber le rayonnement
-Ce sont de très bons isolants d'électricité
-Ils ont une conductivité thermique élevée
-Leur excellente résistance à l'oxydation à haute température permet de les utiliser pour augmenter la stabilité à l'oxydation des surfaces..
-En raison de leur hydrophobicité, ils peuvent être utilisés pour préparer des surfaces super hydrophobes, c'est-à-dire qu'ils n'ont aucune affinité pour l'eau et que l'eau ne les pénètre pas.
-Les nanotubes BN améliorent les propriétés de certains matériaux, par exemple, ils ont été utilisés pour augmenter la dureté et la résistance à la fracture du verre.
Les nanotubes de BN ont été testés comme vecteurs de médicaments anticancéreux tels que la doxorubicine. Certaines compositions avec ces matériaux augmentaient l'efficacité de la chimiothérapie avec ledit médicament..
Dans plusieurs expériences, il a été démontré que les nanotubes de BN ont le potentiel de transporter de nouveaux médicaments et de les libérer correctement..
L'utilisation de nanotubes de BN dans les biomatériaux polymères a été étudiée pour augmenter leur dureté, leur vitesse de dégradation et leur durabilité. Ce sont des matériaux qui sont utilisés par exemple dans les implants orthopédiques.
Les nanotubes de BN ont été utilisés pour construire de nouveaux dispositifs pour détecter l'humidité, le dioxyde de carbone, le COdeux et pour les diagnostics cliniques. Ces capteurs ont démontré une réponse rapide et un temps de récupération court..
Les effets toxiques possibles des nanotubes de BN suscitent des inquiétudes. Il n'y a pas de consensus clair sur leur cytotoxicité, car certaines études indiquent qu'ils sont toxiques pour les cellules, tandis que d'autres indiquent le contraire..
Cela est dû à son hydrophobicité ou insolubilité dans l'eau, car il rend difficile la réalisation d'études sur les matériaux biologiques..
Certains chercheurs ont enduit la surface des nanotubes de BN avec d'autres composés qui favorisent leur solubilité dans l'eau, mais cela a ajouté une plus grande incertitude dans les expériences..
Bien que la plupart des études indiquent que son niveau de toxicité est faible, on estime que des investigations plus précises devraient être menées.
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