Jinan (China) – Het op één na hardste materiaal op aarde kun je in je hobbykamertje vervaardigen. Je hebt er geen extreem hoge temperatuur en druk meer voor nodig.


Boornitride (BN), na diamant het hardste materiaal op aarde, wordt industrieel bereid bij een temperatuur van twaalfhonderd tot tweeduizend graden Celsius. De druk die je daarbij nodig hebt, is vijfhonderdduizend keer de atmosferische druk. Dit maakt het materiaal, dat gebruikt wordt in snij- en maalgereedschap, erg kostbaar. Toch geniet BN in deze toepassingen vaak de voorkeur boven diamant, omdat diamant bij hoge temperaturen oplost in ijzer.
Chinese wetenschappers van de Shandong University in China slaagden er onlangs in BN-kristallen te vervaardigen bij 480 graden Celsius en onder atmosferische druk. Daartoe lieten ze boortribromide en lithiumnitride met elkaar reageren in een benzeenoplossing.
BN-kristallen kunnen in twee vormen voorkomen: hexagonaal en kubusvormig, vergelijkbaar met de koolstofvarianten grafiet en diamant. Hexagonaal BN is gemakkelijk te bereiden uit booroxide en ammonia, maar is – net als grafiet – een zacht materiaal. Kubusvormige BN-kristallen, die wel een keihard materiaal vormen, ontstaan doorgaans door verhitting van de zachte hexagonale kristallen onder hoge druk.
De nieuwe bereidingsmethode levert kubusvormige BN-kristallen op die slechts dertig nanometer groot zijn. Dat is veel kleiner dan de kristallen die de industrie nodig heeft. Daarom proberen de onderzoekers nu uit te vinden hoe ze met hun nieuwe methode grotere kristallen kunnen verkrijgen.

Nienke Beintema