自从制备出碳纳米管(CNT)后，研究人员将研究重点放在氮化硼纳米管(BNNT)的制备、性能、结构及其应用方面。氮化硼纳米管的结构与碳纳米管的结构类似，B原子和N原子交替取代了石墨片层中的C原子形成纳米管状结构可以分为单壁管和多壁管。氮化硼纳米管有三种结构类型：扶手椅型、锯齿型和手性型。

与碳纳米管（CNT）一样，氮化硼纳米管（BNNT）展现出的主要特征是重量轻和机械强度高。但氮化硼纳米管的其他性质却与碳纳米管大不相同：碳纳米管依据其辊轧方向和半径可以呈现出金属性或半导体性，而氮化硼纳米管是带隙约为5.5电子伏特的电绝缘体。

此外，与层状石墨结构相比，层状氮化硼结构的热学性能和化学性能都更加稳定。氮化硼纳米管（BNNT）显示出比碳纳米管（CNT）更好的热稳定性和化学稳定性，它对热中子的吸收能力比碳纳米管高200,000倍。

氮化硼纳米管的一些新兴应用

1.制备高动能穿透物屏蔽材料和高耐磨复合材料的新一代填料

经研究发现，由氮化硼纳米管 (BNNT) 聚合物制成的复合材料，具有防穿透器穿透和高耐磨的作用。近年来，氮化硼纳米管作为一种新兴的防穿透材料越来越广泛地用于防护服、防弹背心、航天服以及航天器和结构的微流星体和轨道碎片防护层。

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采用BNNT纤维、纱线，织造或非织造材料用作抗穿透材料中的增韧层，以最大限度地吸收能量，以及被用作高硬度抗穿透层，用于使穿透器回弹或变形。BNNT也可以用作增强夹杂物，与其他聚合物基体结合。通过添加氮化硼纳米材料，即使在恶劣的条件下，也可以提高耐磨性和延长使用时间，因为硬度和韧性都得到了提高。

由于BNNTs在空气中的氧化温度超过800℃，因此此类材料可用于高温环境。目前已开发，基于氮化硼的复合材料，用作航天器和宇航服的抗微陨石层、超强系绳、人体防护装备以及车辆、头盔、防护罩和工业安全服/头盔的坚固结构材料。

2.一种适用于新能源汽车冷却液的解决方案

当今的固定式和移动式储能解决方案在热稳定环境中运行效率最高。但是，风冷技术带来了不必要的限制。通过循环设计的介电冷却剂进行冷却可提供更高的传热效率，允许将电机设计成更小尺寸并在更高温度下使用。

冷却液的成分一半是水，一半是乙二醇，因为氮化硼纳米管是疏水性的，所以加入到电动汽车电池冷却液中，会悬浮在glycol（乙二醇）中间，而不会悬浮于水中。添加比例占整个冷却液重量的0.1-0.5%，可使电池达到迅速散热的效果，延长电池使用寿命，提升新能源汽车的续航能力。

3.制备高导热介电聚合物复合材料高压接头，导热系数提升13.6倍

目前经国外研究，已经在新一代新能源汽车，在充电接口上使用氮化硼纳米管作为新型耐高温的特殊材料，不仅如此，这种特殊材料还具有良好的散热效果，这样就可以大大降低了充电接口的发热量。

由氮化硼纳米管可以能够承受，比碳纳米管更高一倍的高温（碳纳米管400℃，而氮化硼纳米管900℃），且氮化硼纳米管具备很高的介电强度（35kV/mm），所以由氮化硼纳米管作为填料制成的聚合物复合材料可以承受更高的电压，也能够承受高压大电流所带来的热能，同时它又是很好的散热材料，被用于加入到塑料中可以大幅度提高散热率。塑料本身的导热系数较低0.33-0.5Wm^-1K^-1，添加5wt%氮化硼纳米管会使塑料的导热系数达到5w/m.k，得到了10倍以上的提升。

氮化硼纳米管的制备方法

常用的制备方法主要包括电弧放电法、球磨法、化学气相沉积法、热解法、模板法等。

①电弧放电法

通常电弧放电法是将反应物作为电极，然后通过电弧放电晶型反应获得纳米管，该方法制备的纳米管缺陷少、品质高、方法简单，缺点是电弧放电需要大电流以及需要的反应温度高，反应环境必须使用多心气体进行保护，生成物产率较低。

②热解法

通过将物质进行加热使其分解并和其他物质进行反应的方法称为热解法。在热解过程中可以通过控制实验参数来达到控制产物的组成和形貌的目的，缺点是热解法一般需要的原料有毒且易燃，危害环境和人体，因此，热解法不能进行广泛的使用。

③化学气相沉积（CVD）法

化学气相沉积是使用气体原料或者再高温下变成气态的原料，温度降低在基板上进行沉积反应合成产物的方法，CVD技术比较成熟，生成的氮化硼纳米管纯度高且可以通过调控反应参数来控制纳米管的结构，缺点是CVD技术对于生产条件要求苛刻，难以采用CVD法实现纳米管的工业化量产。

BNNTs（氮化硼纳米管）SEM图

④模板法

模板法包含硬模板和软模板。制备氮化硼纳米管一般将碳纳米管作为模板，通过取代反应B、N原子取代模板上的部分碳原子产生氮化硼纳米管。模板法因其操作简单，材料易得乌海被普遍的应用在合成氮化硼纳米管上，生成的纳米管的形貌主要是由反应参数和模板决定。

⑤机械球磨法

通过对单质硼粉在氨气气氛、室温条件下长时间球磨获得无定型硼粉前驱体，然后在高温惰性气体气氛下进行退货，可获得氮化硼纳米管。长时间的高能球磨将机械能转移至硼粉，形成亚稳态粉末，即包括无定型态BN和B纳米晶。这些亚稳态粉末在后续退火过程由于能量较高，化学活性强，将促进纳米管的形核与生长。