போரான் நைட்ரைடு நானோகுழாய்

போரான் நைட்ரைடு நானோகுழாய்கள் (Boron nitride nanotubes) என்பவை போரான் நைட்ரைடின் பல்லுருவங்கள் ஆகும். இவை 1994ஆம் ஆண்டில் கணிக்கப்பட்டன. 1995ஆம் ஆண்டில்  சோதனை ரீதியாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. கட்டமைப்பு ரீதியாக இவை கார்பன் நானோகுழாய்களைப் போலவே இருக்கின்றன. கார்பன் நானோகுழாய்கள் துணை-மைக்ரோமீட்டர் விட்டம் மற்றும் மைக்ரோமீட்டர் நீளம் கொண்ட உருளைகளாகும். கார்பன் நானோகுழாயில் உள்ள கார்பன் அணுக்கள் போரான் நைட்ரைடு நானோகுழாய்களில் நைட்ரசன் மற்றும் போரான் அணுக்களால் மாறி மாறி பதிலீடு செய்யப்பட்டிருக்கும்.


 கட்டமைப்பு மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள் 
போரான் நைட்ரைடு நானோக் குழாய்கள், கார்பன் நானோக் குழாய்களைப் போல் ஒத்த நீளமுள்ள, ஒரு அல்லது பல சுவர்களைக் கொண்ட நனோமட்ட குழாய்களாகும். ஒவ்வொரு BNNT குழாயும் ஆறுபக்க அணுக்கட்டமைப்பின் அடிப்படையில் உருவாகின்றது, இதில் B மற்றும் N அணுக்கள் சீரான மாறும் ஒழுங்கில் அடுக்கப்பட்டிருக்கும். இது BNNTகளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட பிணைப்பு வலிமையையும், இடைவெளித் துல்லியத்தையும் அளிக்கின்றது.

BNNTகள் வலுவான கோவாலெண்ட் பிணைப்புகள் மற்றும் ஃபோனோன் ஒடுக்கத்தைக் கொண்டிருப்பதால், அவை மிகுந்த வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை (~900 °C மற்றும் அதற்கும் மேல்) மற்றும் சிறந்த யாந்திரிக வலிமையை காட்டுகின்றன. மேலும், BNNTகள் ஒரு மிக உயர்ந்த மின் பாகுபாடு திறன் (~10⁷ V/cm) கொண்டுள்ளன, இது அவற்றை மின் ஆய்வியல் பாதுகாப்பு அமைப்புகளுக்கேற்றதாக ஆக்குகின்றது.

 வேறுபாடுகள் மற்றும் உயர் செயல்திறன் 
கார்பன் நானோக் குழாய்களுடன் ஒப்பிடும்போது, BNNTகள் ஒத்த இழுத்த வலிமையை கொண்டிருந்தாலும், அவை சுமார் பத்துப் மடங்கு அதிக "fracture toughness"–ஐ (உடைப்பு கடுமை) காட்டுகின்றன. இது அவற்றை செருகலுக்கு எதிராக அதிக திறனை உடையதாக்குகின்றது, குறிப்பாக கட்டமைப்பியல் உதிரிகள் மற்றும் வலுவான கலவைகள் தயாரிக்க ஏற்றதாக இருக்கின்றன.

மேலும், BNNTகள் அகச்சிவப்பு மற்றும் அகஒலி கடத்துதல் திறன்களுடன், குறைந்த துருப்பிடிப்பு ஆற்றலையும், உயிரியல் இணக்கத்தன்மையையும் கொண்டுள்ளன. இதனால் அவை நனோமருந்தியல், திசு பொறியியல் மற்றும் உயிரியல் பகுப்பாய்வு கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

 பயன்பாடுகள் 
BNNTகள் பலதரப்பட்ட தொழில்நுட்ப புலங்களில் ஆர்வமுடன் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன:

·       உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு கொண்ட பாதுகாப்பு வரிசைகள் மற்றும் ஆடைகள்

·       வலுவான ஆனால் எடை குறைந்த கலவைகள் (composites)

·       விண்வெளி மற்றும் பாதுகாப்பு தொழில்நுட்பங்களில் வெப்ப/மின் பாகுபாட்டாளர்கள்

·       நனோமருந்தியல் மற்றும் உயிரியல் செல் பிணைப்பு கருவிகள்

·       ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு அமைப்புகள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்கள்

 மேற்கோள்கள் 
1.  Chopra, N. G., et al. "Boron nitride nanotubes." Science, vol. 269, no. 5226, 1995, pp. 966–967.

2.  Golberg, D., et al. "Boron nitride nanotubes and nanosheets." ACS Nano, vol. 4, no. 6, 2010, pp. 2979–2993.

3.  Chen, Y., et al. "Boron nitride nanotubes: Pronounced resistance to oxidation." Applied Physics Letters, vol. 84, no. 13, 2004, pp. 2430–2432.

4.  Zhi, C., et al. "Hydrogen uptake in boron nitride nanotubes." Physical Review B, vol. 74, 2006, 153413.

5.  Kim, K. S., et al. "High strength and chemical stability of BNNTs." Nano Letters, vol. 8, no. 2, 2008, pp. 429–433.

6.  Stanford Advanced Materials. "What You Should Know About Boron Nitride Nanotubes." Stanfordelec.com, https://www.stanfordelec.com/blog/what-you-should-know-about-boron-nitride-nanotubes.html

7.  Rubio, A., et al. "Theory of BN nanotubes." Physical Review B, vol. 49, no. 7, 1994, pp. 5081–5084.

8.  Arenal, R., et al. "Structural properties of BNNTs." Nano Today, vol. 5, no. 1, 2010, pp. 12–17.

9.  Li, L. H., et al. "Applications of BNNTs in composites." Journal of Materials Chemistry, vol. 22, no. 38, 2012, pp. 19409–19417.

10.Tansil, N. C., et al. "BNNTs in biomedical applications." Advanced Drug Delivery Reviews, vol. 62, no. 12, 2010, pp. 1188–1200.