据报道， 近期，莱斯大学的研究人员发现了一种可以获得优化电绝缘性氮化硼纳米管的方法，即将氮化硼纳米管官能化，使其带上特有的官能团以增强其原有性能，而这也使得它们填补了未来复合材料和高分子材料的导电碳纳米管的空白。

图片来源：Marti研究小组/莱斯大学

正是基于莱斯大学的一系列的新发现，氮化硼纳米管才可以成为下一代复合材料和高分子材料的发展的坚实基础。

就在近期，莱斯大学纳米研究方向的著名科学家们发现了一种可以增强一类特殊纳米管的方法，即利用在大学首次开创的化学工艺来增强纳米管以得到一种独特的纳米管。另外，莱斯大学的化学家Angel Marti在实验室利用Billups-Birch的反应过程得到了高强度氮化硼纳米管。

所谓的氮化硼纳米管，简单来讲，就是一种六边形阵列的轧制片，在本质上与碳纳米管没有什么区别。然而，与碳纳米管不同的是其由硼和氮原子交替组成的电绝缘混合物。

Marti表示，功能化的绝缘纳米管将是纳米工程项目的一个重要组成部分。他还表示:“碳纳米管虽然具有优异的性能，但其应用有限，只能应用于半导体或金属导电类型。而氮化硼纳米管则可以填补碳纳米管这一方面的空白。”

到目前为止，这些纳米管功能化的说法一直被抵制，但是当利用化学添加剂对其结构进行“修饰”时，可以使其能够根据特定的应用进行定制。经功能化后得到的氮化硼纳米管，其强度和稳定性都有很大的提高，特别是在高温下的性能，也使其在生产先进材料中的作用难以被替代。

但是，莱斯大学的化学教授Edward Billups发明的Billups- birch反应可以释放电子与其他原子结合，这使得Marti和主要作者Carlos de los Reyes给电惰性氮化硼纳米管提供了负电荷。换一句话说，这又使得它们与包括脂肪族碳链在内的其他小分子的官能化。

Marti也说：“功能化纳米管会改变或调整它们原有的性能，当这些纳米管功能化前，它们在水中是可以分散的，但是一旦我们把这些烷基链链接起来，它们就会非常疏水(即难溶于水)。然而，如果你把这些功能化纳米管放入疏水的长链碳氢化合物溶剂中，它们的分散程度会优于原始形态在水中的分散程度。

他还表示：“这使我们能够调整纳米管的性质，并使其更容易推动复合材料的进一步发展，为此，材料是需要兼容的。”

De los Reyes发现这一现象后，又花费了几个月的时间试图再现这一现象。而且他还表示：“有一段时间，我必须每天做一个反应，以实现其再现性。但事实证明，这将是相比于其他工艺相比碳纳米管功能化的一个优势，因为这个过程只需要一天的时间就可以完成（耗时短）。而且，在这个过程中，有一些实验获得的功能化纳米管非常有效，但耗时可能会长一些。”

而这一实验过程始于将纯氨气添加到纳米管中，并将其冷却至-70摄氏度(-94华氏度)。Marti说：“当它与钠、锂或钾结合时，会产生大量的电子。而我们实验室选用锂为例，当锂在氨中溶解时，就会释放出电子。”

释放出来的电子会迅速与纳米管结合并具备与其他分子相互连接的能力。De los Reyes强调，在Billups-Birch反应时，缓慢加入烷基链，有利于增强链与链之间的结合能力。

而且，研究人员还发现这个过程是可逆的。与燃尽的碳纳米管不同，氮化硼纳米管可以承受高温。即将功能化的氮化硼管放入600℃（1,112华氏度）的炉中，只会剥离它们中的添加分子，使它们回到几乎原始状态。

Marti说：“我们称这个过程为脱功能化，这也是这种材料带来的另一不同之处，即我们既可以将它们功能化，又可以通过移除化学基团以重新获得原始材料。