能够承受极高温度的非常坚固的轻质材料可以引领下一代航天器，增强现有设备或实现新的生物医学成像或储氢应用的开发等。
为此，莱斯大学Angel实验室Martí的科学家们发现了一种制造高纯度氮化硼纳米管的新方法，这种中空的圆柱形结构可以承受高达900°C(~ 1652°F)的温度，同时重量也比钢强。
根据他们发表在《材料化学》上的新研究，莱斯大学的研究人员发现了如何使用磷酸和微调反应来去除氮化硼纳米管中难以去除的杂质。
该研究的主要作者、化学博士生凯文·舒马德(Kevin Shumard)说:“挑战在于，在合成这种材料的过程中，除了管道之外，我们还会得到很多额外的东西。”“作为科学家，我们希望尽可能使用最纯净的材料，这样我们就可以在实验中限制变量。这项工作使我们更接近于制造有潜力改造整个行业的材料，当用作金属或陶瓷复合材料的添加剂时，使其更加坚固。”
通常影响纳米管质量和实用性的“额外物质”是氮化硼笼——包裹硼颗粒的中空球形结构。2013年发表在《美国化学学会杂志》(Journal of the American Chemical Society)上的一篇论文显示，磷酸起到了氮化硼润湿剂的作用，这激发了研究人员探索是否可以使用这种酸来去除笼子。
“我们没想到会有反应，”化学、生物工程、材料科学和纳米工程教授Martí说，他是赖斯新兴学者计划的化学主席和教职员主任。
事实上，在室温下，什么也没发生。但当他们把东西加热时，研究人员得到了一个惊喜。
“当我们通过显微镜观察时，我们没有看到管子和笼子，”Martí说。“取而代之的是金字塔。”
研究人员了解到高温和酸浓度对氮化硼具有破坏性，因此他们修改了他们的假设，转而旨在调整反应，只破坏材料中不需要的结构。
Shumard说:“通过大量的实验，我们为纳米管的净化开发了一个全新的方向。”“我花了很多时间在电子显微镜前，读了很多关于氮化硼纳米管图像的论文。与其他材料相比，我们可以制造的材料是迄今为止我见过的最纯净的管子。”
研究人员计划继续努力提高反应收率，以便生产出足够的纳米管来制造纤维，这可能是一种合适的、更可持续的钢铁替代品。
“氮气占大气的70%，而硼在岩石中含量很高，”Shumard说。“在强度和可持续性方面，这项工作可以成为更好的建筑材料的垫脚石。”
氮化硼纳米管的结构与碳纳米管非常相似，其一些性能如抗拉强度和导热性也非常相似。然而，氮化硼纳米管更有弹性，而且它们的一些特性与碳纳米管互补。
“例如，碳纳米管可以是电导体或半导体，而氮化硼纳米管是绝缘体，”Martí说。“氮化硼纳米管的研究并不像碳纳米管那样发达，这是我们希望在研究中解决的一个空白，因为我们认为高效可靠地生产纯氮化硼纳米管的能力对很多行业都很重要。”
