材料科学：変形能と強度が高いツイスト層窒化ホウ素セラミック

ファンデルワールス物質のツイスト積層によって形成されたモアレ超格子は、強相関物質の物理などの創発的現象を探る新しいプラットフォームとして浮上している。しかし、三次元バルク物質の作製に適した戦略が存在しないので、ツイスト層ファンデルワールス物質の機械的特性に関する研究は依然として存在しない。今回我々は、室温での変形能と強度が高い多結晶窒化ホウ素バルクセラミックの合成に成功したことを報告する。このセラミックは、「タマネギ状」窒化ホウ素ナノ前駆体から、従来の放電プラズマ焼結とホットプレス焼結によって合成され、さまざまなねじれ角（ツイスト角）で平行薄層が積み重なって連結された積層ナノプレートで構成されている。このバルクセラミックの圧縮応力は、破壊前に14％に達する可能性があり、これは従来のセラミックス（通例1％未満）と比較して約1桁高い。一方で、圧縮強度は、通常の六方晶窒化ホウ素層状セラミックスの約6倍である。この非常に優れた機械的特性は、ナノプレートにおけるツイスト積層の高い固有変形能と、個々のナノプレートにまたがる変形伝播を制限する三次元連結構造の組み合わせに起因する。このツイスト層窒化ホウ素バルクセラミックの登場によって、高度に変形可能なバルクセラミックスの製造への扉が開かれる。

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