一种梯度h-BNC纳米自清洁薄膜设计方法

本发明涉及纳米颗粒清除领域，具体为一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法。

背景技术：

1、交通运输、能量收集和传感响应的发展依赖于有效的表面清洁技术来解决灰尘聚集问题。表面污染物的去除在宏观尺度上很容易实现，但随着机电设备缩小到纳米尺度，变得更具挑战性。传统的清洁方法(例如用布擦拭表面)不适用于纳米设备，因为它们很难去除纳米颗粒，并且可能会损坏设备组件。

2、为了实现纳米器件的无污染表面，一种可靠的方法是采用外部驱动，例如热退火、机械清洁和等离子处理，这需要连续的外部能源供应，对于长期部署来说可持续性较差。相比之下，使用二维材料封装器件，例如石墨烯、六方氮化硼(h-bn)和聚合物，可以保护纳米器件的表面免受污染，而不需要外部干预。然而，仅仅目前的封装材料仅仅关注表面保护，并不能解决纳米颗粒沉积带来的器件性能下降问题。最近，通过各种方法成功制备了面内石墨烯/h-bn异质结构(h-bnc)，由于三元原子比的可调，其潜在应用引起了广泛的关注。而能否利用h-bnc原子比可调的这一特性，在防尘、自清洁这一领域有所应用尚不可知。

技术实现思路

1、为解决以上现有问题，本发明提供一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法。

2、一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，沿着由中心向边缘方向，碳原子密度逐渐减小，硼原子及氮原子密度由中心区域到边缘区域逐渐增大，形成原子比梯度的h-bnc纳米自清洁薄膜。

3、作为优选，所述薄膜的直径或长度为40-100nm。

4、作为优选，将所述薄膜分成80-100个环宽相等的环形区域或等长的矩形区域。

5、作为优选，碳原子密度、硼原子密度及氮原子密度均沿着径向从中心区域到边缘区域线性变化。

6、作为优选，中心区域碳原子密度为1.0，边缘区域硼原子和氮原子密度各为0.5。

7、作为优选，所述薄膜在实验室中利用cvd技术生成。

8、本发明的优点在于：通过采用硼、碳、氮原子的原子密度变化，设计梯度h-bnc纳米薄膜，具有优异的防尘和自清洁能力。使用本梯度h-bnc纳米自清洁薄膜，可以大幅度减小纳米器件表面的污染，从而保持器件的性能。

技术特征：

1.一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：沿着薄膜由中心向边缘方向，碳原子密度减小，硼原子及氮原子密度增大，即形成所述的h-bnc梯度纳米薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：所述薄膜的直径或长度为40-100nm。

3.根据权利要求1所述的一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：将所述薄膜分成80-100个环宽相等的环形区域或等长的矩形区域。

4.根据权利要求1所述的一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：碳原子密度、硼原子密度及氮原子密度均沿着径向从中心区域到边缘区域线性变化。

5.根据权利要求1所述的一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：中心区域碳原子密度为1.0，边缘区域硼原子和氮原子密度各为0.5。

6.根据权利要求1所述的一种梯度h-bnc纳米自清洁薄膜设计方法，其特征在于：所述圆形薄膜在实验室中利用cvd技术生成。

技术总结
本发明公开一种梯度h‑BNC纳米自清洁薄膜设计方法，沿着薄膜的中心向边缘区域，碳原子密度逐渐减小，硼原子及氮原子密度逐渐增大，形成梯度h‑BNC纳米自清洁薄膜。本发明的优点在于：通过采用硼、碳、氮原子的原子密度变化，设计梯度h‑BNC纳米薄膜，具有优异的防尘和自清洁能力。使用本梯度h‑BNC纳米自清洁薄膜，可以大幅度减小纳米器件表面的污染，从而保持器件的性能。

技术研发人员：应天泉,张田忠,陆蕾玲
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16