O nitreto de boro É um sólido inorgânico formado pela união de um átomo de boro (B) com um átomo de nitrogênio (N). Sua fórmula química é BN. É um sólido branco altamente resistente a altas temperaturas e um bom condutor de calor. É usado, por exemplo, para fazer cadinhos de laboratório.
O nitreto de boro (BN) é resistente a muitos ácidos, porém, apresenta certa fragilidade ao ataque pelo ácido fluorídrico e por bases fundidas. É um bom isolante de eletricidade.
É obtido em várias estruturas cristalinas, das quais as mais importantes são hexagonais e cúbicas. A estrutura hexagonal lembra o grafite e é escorregadia, por isso é usada como lubrificante.
A estrutura cúbica é quase tão dura quanto o diamante e é usada para fazer ferramentas de corte e para melhorar a tenacidade de outros materiais.
O nitreto de boro pode produzir tubos microscópicos (extremamente finos) chamados nanotubos, que têm aplicações médicas, como transporte dentro do corpo e liberação de medicamentos contra tumores cancerígenos..
Índice do artigo
Nitreto de boro (BN) é um composto onde os átomos de boro e nitrogênio são covalentemente ligados com uma ligação tripla.
Na fase sólida, o BN é formado por igual número de átomos de boro e nitrogênio na forma de anéis de 6 membros..
O BN existe em quatro formas cristalinas: hexagonal (h-BN) semelhante ao grafite, cúbico (c-BN) semelhante ao diamante, romboédrico (r-BN) e wurtzita (w-BN).
A estrutura do h-BN é semelhante à da grafite, ou seja, possui planos de anéis hexagonais que possuem átomos alternados de boro e nitrogênio..
Há uma grande distância entre os planos de h-BN, o que sugere que eles estão unidos apenas por forças de van der Waals, que são forças de atração muito fracas e os planos podem deslizar facilmente uns sobre os outros..
Por esse motivo, o h-BN é untuoso ao toque..
A estrutura do cúbico BN c-BN é semelhante ao diamante.
Nitreto de boro
Sólido branco gorduroso ou escorregadio ao toque.
24,82 g / mol
Sublimados a aproximadamente 3000 ºC.
Hex BN = 2,25 g / cm3
BN cúbico = 3,47 g / cm3
Ligeiramente solúvel em álcool quente.
Devido à forte ligação entre nitrogênio e boro (ligação tripla), o nitreto de boro tem alta resistência ao ataque químico e é muito estável.
É insolúvel em ácidos como ácido clorídrico HCl, ácido nítrico HNO3 e ácido sulfúrico HdoisSW4. Mas é solúvel em bases fundidas como hidróxido de lítio LiOH, hidróxido de potássio KOH e hidróxido de sódio NaOH.
Não reage com a maioria dos metais, vidros ou sais. Às vezes reage com ácido fosfórico H3PO4. Ele pode resistir à oxidação em altas temperaturas. BN é estável no ar, mas é hidrolisado lentamente pela água.
BN é atacado por gás flúor Fdois e por ácido fluorídrico HF.
Possui alta condutividade térmica, alta estabilidade térmica e alta resistividade elétrica, ou seja, é um bom isolante de eletricidade. Tem uma grande área de superfície.
H-BN (hexagonal BN) é um sólido untuoso ao toque, semelhante ao grafite.
Ao aquecer h-BN a temperatura e pressão elevadas, ele se converte na forma cúbica c-BN, que é extremamente difícil. De acordo com algumas fontes, é capaz de arranhar o diamante.
Os materiais à base de BN têm a capacidade de absorver contaminantes inorgânicos (como íons de metais pesados) e contaminantes orgânicos (como corantes e moléculas de drogas)..
Sorção significa que ele interage com eles e pode adsorver ou absorvê-los.
Pó de H-BN é preparado pela reação entre trióxido de boro BdoisOU3 ou ácido bórico H3BO3 com NH amônia3 ou com uréia NHdois(CO) NHdois sob atmosfera de nitrogênio Ndois.
BN também pode ser obtido pela reação de boro com amônia em uma temperatura muito alta..
Outra forma de prepará-lo é com diborano BdoisH6 e NH amônia3 usando um gás inerte e altas temperaturas (600-1080 ° C):
BdoisH6 + 2 NH3 → 2 BN + 6 Hdois
H-BN (nitreto de boro hexagonal) tem uma variedade de aplicações importantes com base em suas propriedades:
-Como um lubrificante sólido
-Como aditivo para cosméticos
-Em isoladores elétricos de alta temperatura
-Em cadinhos e vasos de reação
-Em moldes e vasos de evaporação
-Para armazenamento de hidrogênio
-Em catálise
-Para adsorver poluentes de águas residuais
Nitreto de boro cúbico (c-BN) por sua dureza quase igual à do diamante é usado:
-Em ferramentas de corte para usinagem de materiais ferrosos duros, como ligas duras de aço, ferro fundido e aços-ferramenta
-Para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste de outros materiais duros, como certas cerâmicas para ferramentas de corte.
Eles são muito úteis na tecnologia de dispositivos semicondutores, que são componentes de equipamentos eletrônicos. Eles servem, por exemplo:
-Para fazer diodos planos; diodos são dispositivos que permitem que a eletricidade circule em apenas uma direção
-Em diodos de memória de metal-isolador-semicondutor, como Al-BN-SiOdois-sim
-Em circuitos integrados como um limitador de tensão
-Para aumentar a dureza de certos materiais
-Para proteger alguns materiais da oxidação
-Para aumentar a estabilidade química e o isolamento elétrico de muitos tipos de dispositivos
-Em capacitores de filme fino
Nanotubos são estruturas que, em nível molecular, têm a forma de tubos. São tubos tão pequenos que só podem ser vistos com microscópios especiais.
Aqui estão algumas das características dos nanotubos BN:
-Possuem alta hidrofobicidade, ou seja, repelem água
-Eles têm uma alta resistência à oxidação e ao calor (podem resistir à oxidação até 1000 ° C)
-Eles exibem uma alta capacidade de armazenamento de hidrogênio
-Absorver radiação
-Eles são muito bons isolantes de eletricidade
-Eles têm uma alta condutividade térmica
-Sua excelente resistência à oxidação em altas temperaturas significa que podem ser usados para aumentar a estabilidade à oxidação de superfícies..
-Devido à sua hidrofobicidade, podem ser usados para preparar superfícies superhidrofóbicas, ou seja, não possuem afinidade com a água e a água não penetra nelas.
-Nanotubos de BN melhoram as propriedades de certos materiais, por exemplo, tem sido usado para aumentar a dureza e resistência à fratura do vidro.
Nanotubos de BN foram testados como transportadores de drogas contra o câncer, como a doxorrubicina. Certas composições com esses materiais aumentaram a eficiência da quimioterapia com o referido fármaco..
Em várias experiências, nanotubos de BN mostraram ter o potencial de transportar novos medicamentos e liberá-los de forma adequada..
O uso de nanotubos de BN em biomateriais poliméricos tem sido investigado para aumentar sua dureza, velocidade de degradação e durabilidade. Estes são materiais que são usados, por exemplo, em implantes ortopédicos.
Nanotubos de BN têm sido usados para construir novos dispositivos para detectar umidade, dióxido de carbono, COdois e para diagnósticos clínicos. Esses sensores demonstraram resposta rápida e tempo de recuperação curto..
Há alguma preocupação com os possíveis efeitos tóxicos dos nanotubos de BN. Não há um consenso claro sobre sua citotoxicidade, pois alguns estudos indicam que são tóxicos para as células, enquanto outros indicam o contrário..
Isso se deve à sua hidrofobicidade ou insolubilidade em água, pois dificulta a realização de estudos em materiais biológicos..
Alguns pesquisadores revestiram a superfície dos nanotubos de BN com outros compostos que favorecem sua solubilidade em água, mas isso acrescentou maior incerteza nas experiências..
Embora a maioria dos estudos indique que seu nível de toxicidade é baixo, estima-se que investigações mais precisas devam ser realizadas..
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