只需一点肥皂即可帮助清理制备二维六方氮化硼 (hBN) 的挑战性过程。莱斯大学的化学家已经找到了一种方法，可以通过用表面活性剂(又名肥皂)和水对其进行处理，从而从其天然块状形式中获得最大数量的高质量 2-D hBN 纳米片。表面活性剂包围并稳定微观薄片，保持它们的特性。

水稻化学家 Angel Martí 实验室的实验确定了制造 hBN 稳定分散体的“最佳点”，可以将其加工成非常薄的抗菌薄膜，可以承受高达 900 摄氏度(1,652 华氏度)的温度。

由 Martí、校友 Ashleigh Smith McWilliams 和研究生 Cecilia Martínez-Jiménez 领导的工作在化学学会期刊ACS Applied Nano Materials 中有详细介绍。

“氮化硼材料很有趣，特别是因为它们非常耐热，”Martí 说。“它们和石墨烯和碳纳米管一样轻，但你可以将 hBN 放入火焰中，它不会发生任何反应。”

他说，大块 hBN 便宜且易于获得，但将其加工成微观结构块一直是一个挑战。“第一步是能够去角质和分散它们，但关于如何做到这一点的研究已经分散，”马蒂说。“当我们决定设定一个基准时，我们发现对石墨烯和纳米管非常有用的工艺对氮化硼效果不佳。”

在水中超声处理散装 hBN 成功地剥离了材料并使其可溶。“这让我们感到惊讶，因为纳米管或石墨烯只是漂浮在上面，”马蒂说。“hBN 分散在各处，尽管它们不是特别稳定。

“事实证明，氮化硼晶体的边界是由胺、一氧化氮基团和硼酸组成的，所有这些基团都是极性的(带正电荷或负电荷)，”他说。“所以当你去角质时，边缘充满了这些非常喜欢水的官能团。石墨烯从来没有发生过这种情况。”

九种表面活性剂的实验帮助他们找到了正确的类型和数量，以防止 2-D hBN 结块，而无需在超声处理过程中过多地切割单个薄片。研究人员在水中使用 1% 重量的每种表面活性剂，加入 20 毫克散装 hBN，然后搅拌和超声处理混合物。

以低和高速率旋转所得溶液显示，在 100 重力离心下，PF88 表面活性剂的产量最大，但质量最高的纳米片来自所有离子表面活性剂，在 8,000 g 离心下，普通离子表面活性剂的稳定性最高。表面活性剂 SDS 和 CTAC。

DTAB(十二烷基三甲基溴化铵的缩写)在高速离心下被证明最能平衡二维 hBN 的产量和质量。研究人员还用分散在 SDS 和水中的 hBN 纳米片制作了透明薄膜，以展示如何将它们加工成有用的产品。

“我们描述了生产高质量 hBN 薄片所需的步骤，”Martí 说。“所有步骤都很重要，我们能够揭示每个步骤的后果。”