近日，美国化学学会会志Journal of the American Chemical Society（JACS）以全文形式刊发了北京大学应用物理与技术研究中心王前教授课题组及其合作者题为 “Three-dimensional Metallic Boron Nitride” 的研究论文，报道了他们在三维金属性氮化硼材料的理论设计与研究方面取得的最新进展。
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。由于氮化硼材料具有非常好的热稳定性和化学稳定性，因此氮化硼通常被用作高温绝缘材料，在制造合金、耐高温材料、半导体、核子反应器、润滑剂等方面被广泛使用。若能实现氮化硼的金属化，必将大大拓宽其应用领域，为此科学家们做出了不懈的努力。现有的研究表明，尽管单质硼和氮均可通过高压手段实现金属化，它们构成的二元化合物氮化硼却在高压下仍然表现出绝缘特性。王前课题组及其合作者通过分析实现氮化硼材料金属化所需的条件，利用硼原子可以形成多电子多中心键的特性，设计出了一类具有sp2-sp3复合杂化方式的氮化硼四方晶系结构，从结构改变的理论角度，为氮化硼金属性的实现提供了一种预言。
据课题主持人王前教授介绍，这种理论预言对于化学材料的发展有着重大的推动作用。正如1935年美国科学家Wigner等人对氢转变为金属的可能性作了首次预言，指出氢转变为金属的临界压力可能在100万到1000万大气压的范围以内。这一预言终于在2011年被德国科学家Eremets等人所证实。从1935年到2011年这76年的时间里，科学家们在实现金属氢的过程中，不仅发展了多种高压技术和高压装置，而且还推动了高压物理和高压材料的发展。
从理论到现实，需要诸如理论发展、实验环境、人力财力等多种条件的支撑，但是可以预想，像氮化硼这种传统绝缘体一旦出现金属性，并被成功应用的话，不仅将会极大地拓广氮化硼材料的应用领域，而且将为材料科学的发展提供新的思路和可能性。材料的发展为人类的生活带来了极大的变化，而如今的三维金属性氮化硼材料的预言也让科学家看到了新型功能材料研发的广阔前景——这一愿景的实现，值得期待。
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