中國粉體網(wǎng)訊 隨著微電子行業(yè)的不斷發(fā)展，高性能導(dǎo)熱材料引起了人們的廣泛關(guān)注。六方氮硼（h-BN）是制備電絕緣、高導(dǎo)熱復(fù)合材料的重要原料之一，而類似石墨烯結(jié)構(gòu)的六方氮化硼納米片（BNNS）具有比h-BN更加優(yōu)異的性能。
BNNS的制備方法
目前，六方氮化硼納米片的制備方法有“自下而上”和“自上而下”兩種。“自下而上”就是指利用化學(xué)合成的方法合成出六方氮化硼納米片；自上而下是指通過剝離，將大塊的六方氮化硼剝離成六方氮化硼納米片，主要包括機(jī)械剝離法、液相剝離法和化學(xué)剝離法等。
化學(xué)氣相沉積法（CVD）是制備二維納米材料的一種精密度較高、操控性較強(qiáng)的制備方法，這種合成方法是通過讓前驅(qū)體在過渡金屬基板上在高溫環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)來形成單層和少層納米片。
合成六方氮化硼納米片的裝置示意圖
機(jī)械剝離法是制備單層二維材料最早的方法，最早應(yīng)用于石墨烯的剝離制備中，其主要是通過在材料表面上摩擦實現(xiàn)，但此方法目前的產(chǎn)量仍不具備規(guī)模化生產(chǎn)的可能性。
液相剝離法是指以液體作為媒介，將二維材料原料直接剝離成二維材料納米片的一類方法。該方法的剝離過程不需要進(jìn)行化學(xué)性的氧化還原反應(yīng)等過程。液相剝離法包括直接超聲剝離、電化學(xué)剝離、剪切剝離等。
物理/化學(xué)表面改性輔助剝離法所需的能量更低，能進(jìn)一步降低成本，是目前較為通用的方法；多步法組合剝離，如有研究人員先在管式爐結(jié)燒使BN表面和邊緣修飾羥基，再進(jìn)行超聲剝離。
氯磺酸輔助h-BN剝離為NF-BNNS的示意圖
其它新興的剝離手段，例如離子液體法、超臨界流體法、四極場輔助法、高溫－冰浴法、蒸氣處理法和水熱反應(yīng)等等。
BNNS的性質(zhì)與應(yīng)用
六方氮化硼納米片很好地保持了六方氮化硼本身的六方相晶格結(jié)構(gòu)，所以它同樣具有六方氮化硼的很多優(yōu)秀性質(zhì)：高耐熱性、潤滑性好、摩擦系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)低、介電性質(zhì)優(yōu)異、可加工性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等。
此外，六方氮化硼納米片還具有六方氮化硼所不具備的更多優(yōu)勢：六方氮化硼納米片具有比大塊的氮化硼更大的比表面積，具有更多的缺陷位置，如邊緣和褶皺，它們都可以作為化學(xué)反應(yīng)的活性位置，因此它更容易被功能化，也更容易與其他材料復(fù)合等。
更重要的是，六方氮化硼納米片面內(nèi)熱導(dǎo)率高達(dá)2000W/m·K，而大塊六方氮化硼僅為400W/m·K。因此，六方氮化硼納米片可以作為重要的納米導(dǎo)熱填料加入到陶瓷或聚合物中形成復(fù)合材料，在生產(chǎn)生活中發(fā)揮巨大作用，如導(dǎo)熱薄膜、導(dǎo)熱橡膠（墊片）、導(dǎo)熱膏、相變材料等。
受益于半導(dǎo)體、顯示面板、PCB蓬勃發(fā)展的趨勢，聚合物基氮化硼納米復(fù)合材料的制備越發(fā)趨于成熟，發(fā)展也越來越多元化及多功能化。但是由于六方氮化硼的制備方法僅適合少量制備，昂貴的價格和低產(chǎn)量，聚合物／氮化硼納米片復(fù)合材料的很難大規(guī)模生產(chǎn)。
如何提高BNNS產(chǎn)率，實現(xiàn)規(guī)模化是解決氮化硼類導(dǎo)熱材料進(jìn)入實用階段的關(guān)鍵。
2025年5月28日，中國粉體網(wǎng)將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導(dǎo)熱材料與應(yīng)用技術(shù)大會暨導(dǎo)熱填料技術(shù)研討會”。屆時，我們邀請到北京化工大學(xué)毋偉教授出席本次大會并作題為《六方氮化硼納米片的可規(guī)模化制備及應(yīng)用》的報告。本報告將主要介紹低共熔溶劑體系和水-表面活性劑體系，復(fù)合剝離法低成本、高效、可規(guī)模化制備六方氮化硼納米片及羥基化六方氮化硼納米片的技術(shù)、原理及在導(dǎo)熱和吸附方面的應(yīng)用，為六方氮化硼的大規(guī)模制備及應(yīng)用提供一個新的方法和思路。
專家簡介
毋偉，北京化工大學(xué)博導(dǎo)教授。目前已在國內(nèi)外重要期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，主編專著1部，參編專著3部，申請和授權(quán)專利20余項，獲國家科技進(jìn)步二等獎1項，北京市科技進(jìn)步一等獎1項，石化協(xié)會優(yōu)秀圖書一等獎1項，科技發(fā)明獎一項。主持或主要參與完成的及正在進(jìn)行的國家863重點(diǎn)項目課題、國家支撐計劃、國家自然科學(xué)基金以及企業(yè)合作項目多項。目前社會兼職主要有中國顆粒學(xué)會常務(wù)理事，中國顆粒學(xué)會顆粒制備與處理專業(yè)委員會副主任，”中國粉體技術(shù)”雜志編委。主要研究方向為二維納米材料的規(guī)模制備及應(yīng)用。
參考來源：
1.楊雪薇等. 基于六方氮化硼納米片導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進(jìn)展. 高分子通報
2.陳浩. 六方氮化硼納米片的剝離及其復(fù)合材料性能研究. 武漢理工大學(xué)
3.李晨 .六方氮化硼納米片的制備、功能化及其在導(dǎo)熱聚合物中的應(yīng)用. 山東大學(xué)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/輕言）
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