قام علماء الجامعة الوطنية للأبحاث التكنولوجية "ميسيس" بتطوير طريقة اقتصادية لإنتاج الجسيمات النانوية سداسية نتريد البورون، والتي ستمكّن من إنتاج هذا المركب المعدل للمواد الصلبة المركبة على نطاق صناعي واسع.
حيث تم نشر نتائج هذا البحث في المجلة العلمية Material Science & Engineering A
المواد المركبة هي مواد متعددة المكونات، وعادة تتكون من مادة لدنة معززة بحشوة تتمتع بقوة عالية. إذ يؤدي مزيج المواد المختلفة إلى إنشاء مادة جديدة، تختلف خصائصها عن خصائص كل عنصر من مكوناته. وتتفوق العديد من المركبات على المواد التقليدية والسبائك في خواصها الميكانيكية وفي نفس الوقت تكون أخف وزناً.
أحد الجسيمات المحسنة المعدلة للمواد المركبة هو الجسيمات النانوية سداسية نتريد البورون. خصائصها الفريدة معروفة لعلماء المواد منذ فترة طويلة. ويمكن استخدام هذه المواد النانوية لحل مجموعة متنوعة من المهام، بما في ذلك ايصال العقاقير للمكان المطلوب. ومع ذلك، فإن عملية الحصول على الجسيمات النانوية من نيتريد البورون صعبة للغاية ومكلفة.
وقد قام علماء مختبر الأبحاث "المواد النانوية غير العضوية" التابع لجامعة "ميسيس" بتصميم تكنولوجيا لإنتاج الجسيمات النانوية عن طريق عملية الفصل والطحن التي يمكن التحكم فيها، للمسحوق الدقيق من سداسي نتريد البورون في طاحونة كروية.
نظراً للمعالجة عالية الطاقة للجسيمات المجهرية في بيئات مختلفة، تمكن الباحثون من تقليل حجم الجسيمات بأكثر من 100 مرة والحصول على أوراق نانوية بقياس 50-100 نانومتر.
 
أندريه كوفالسكي، كبير الباحثين في مختبر المواد النانوية غير العضوية أشار بهذا الشأن قائلاً:
 
"لقد أظهرت النتائج كفاءة عالية في فصل وطحن مسحوق مجهري من سداسي نتريد البورون في طاحونة كروية، فالطريقة المبتكرة تسمح بتوفير إنتاج عال من الجسيمات النانوية بقياس وسطي يتراوح بين 50-100 نانومتر".
ومع استخدام الجسيمات النانوية التي تم الحصول عليها، قام العلماء بتجميع أول مواد السيراميك المعدنية المركبة القائمة على أساس الألومنيوم، والتي أظهرت بالفعل صلابة كبيرة. وبحسب حسابات الباحثين في جامعة "ميسيس"، يمكن تخفيض تكاليف الحصول على هذه البنية النانوية باستخدام التكنولوجيا الجديدة بأكثر من 20 مرة، مقارنة باستخدام تقنيات الدمج التقليدية عالية الحرارة.
سداسي نتريد البورون هو عبارة عن مادة نموذجية ذات طبقات، وهي هيكلية توأم للغرافين. الجسيمات الدقيقة من سداسية نتريد البورون هي عبارة عن "حزم" من الأوراق.
للحصول على الجسيمات النانوية، يجب فصل وطحن هذه "الحزم". وأثناء الطحن الميكانيكي أو بالموجات فوق الصوتية، يتم دائماً اكتشاف الشوائب في المنتج النهائي في المواد التي صنعت منها الأداة. وفي هذه التقنية المقترحة، وبفضل تزامن مجموعة من الظروف البيئية (الأرغون، الأيزوبروبانول، البولي إيثيلين غليكول) وتحسين مؤشرات المعالجة، تمكن الباحثون من تقليل كمية الشوائب بشكل كبير. كل ذلك، بالاقتران مع رخص الطريقة الجديدة، سيسمح في المستقبل القريب باستخدام هذه التقنية على نطاق صناعي.