Un avance significativo en la comprensión del proceso de crecimiento del nitrógeno de boro hexagonal (hBN), un material bidimensional, y sus nan Estructuras sobre sustratos metálicos podría abrir la puerta a soluciones electrónicas más eficientes, opciones de energía más limpias y una fabricación química más sostenible. Este hallazgo proviene de una investigación llevada a cabo por la Universidad de Surrey, cuyo trabajo ha sido publicado en la revista Small.
El hBN, conocido popularmente como «grafeno blanco», es un material extremadamente delgado, con solo un átomo de grosor, que se destaca por su resistencia ante corrientes eléctricas, temperaturas extremas y daños químicos. Esta versatilidad lo convierte en un componente invaluable en la electrónica avanzada, capaz de proteger microchips delicados y facilitar el desarrollo de transistores más rápidos y eficientes.
Innovaciones y aplicaciones del hBN
Los investigadores también han logrado demostrar la formación de hBN nanoporo, un material novedoso con voids estructurados que permite la absorción selectiva, la catálisis avanzada y una funcionalidad mejorada, ampliando enormemente su potencial en aplicaciones medioambientales. Entre sus usos se encuentran la detección y filtración de contaminantes, así como la mejora de sistemas energéticos avanzados, incluyendo el almacenamiento de hidrógeno y los catalizadores electroquímicos para pilas de combustible.
Dr. Marco Sacchi, autor principal del estudio y profesor asociado en la Escuela de Química e Ingeniería Química de Surrey, ha afirmado: «Nuestra investigación arroja luz sobre los procesos a escala atómica que rigen la formación de este material extraordinario y sus nanostructuras. Al comprender estos mecanismos, podemos diseñar materiales con una precisión sin precedentes, optimizando sus propiedades para una amplia gama de tecnologías revolucionarias.»
La colaboración con la Universidad Técnica de Graz (TU Graz) ha sido clave en este proyecto, donde el equipo, liderado por el Dr. Sacchi y con el trabajo teórico realizado por el Dr. Anthony Payne y el Dr. Neubi Xavier, combinó la teoría funcional de la densidad y la modelización microcinética para mapear el proceso de crecimiento del hBN a partir de precursores de borazina. Este estudio analizó procesos moleculares clave como la difusión, descomposición, adsorción y desorción, polimerización y deshidrogenación.
Gracias a este enfoque, se desarrolló un modelo a escala atómica que permite el crecimiento del material a cualquier temperatura. Las conclusiones de las simulaciones teóricas se alinean estrechamente con las observaciones experimentales del grupo de Graz, sentando las bases para la producción controlada y de alta calidad de hBN con diseños y funcionalidades específicas.
El Dr. Anton Tamtögl, investigador principal del proyecto en TU Graz, ha indicado: «Estudios anteriores no habían considerado todos estos intermediarios ni un espacio de parámetros tan amplio (temperatura y densidad de partículas). Creemos que será útil para guiar el crecimiento por deposición química de vapor de hBN sobre otros sustratos metálicos, así como para la síntesis de estructuras nanoporo o funcionalizadas.»
