Mikä on booritrikloridi?

Booritrikloridi (BCL3) on väritön, myrkyllinen, mutta syttymätön kaasu, jota käytetään yleisesti mikrosirujen valmistusteollisuudessa ioni -istutuksella puolijohdelaatuiseen piiin (SGS). SGS alkaa puhtaana eristeenä ja siitä tulee p-tyyppinen puolijohde lisäämällä booriatomeja piisubstraattiin. Toinen nimi booritrikloridille valmistuksessa on triklooriboraani, ja se on keskeinen osa arviolta 200 miljoonan dollarin (USD) kaasuteollisuutta vuodesta 2002 Yhdysvalloissa, joka kasvaa nopeasti ja palvelee puolijohdemarkkinoita.

Muita booritrikloridin teollisia sovelluksia ovat monien metallien, kuten alumiinin, magnesiumin ja sinkin, jalostus. Se on myös yhteensopiva tiettyjen muovien, kuten putkissa käytettävän polyvinyylikloridin (PVC) ja polytetrafluorietyleenin (PTFE) kanssa, joita käytetään keittoastioiden tarttumattomien pintojen valmistuksessa. Yhdistettä käytetään myös kemikaalina metallien, kuten ruostumattoman teräksen, kupariseosten ja volframin, etsauksessa.

Yhdisteen kehittyville markkinoille kuuluvat rakettipolttoaineen valmistus ja katalysaattori lääketeollisuudessa. Boorilla itsellään on antibakteerisia ominaisuuksia, ja vuodesta 2006 lähtien booritrikloridia on pidetty mahdollisena keskeisenä ainesosana Alzheimerin taudin hoitojen valmistuksessa. Kuidut on valmistettu boorinitridiyhdisteistä käyttäen booritrikloridia, josta on tehty lentokoneiden lujitekangas, kuten Yhdysvaltain B-1-pommikoneen lentokoneen rakenteelliset palkkikomponentit. Näitä kuituja mukautetaan edelleen komposiittirakenteisiin korkean suorituskyvyn autoissa ja optisessa tiedonsiirrossa.

Koska booritrikloridi hydrolysoituu altistuessaan ilmankosteudelle tai kosketukselle veden kanssa, se aiheuttaa terveysriskejä, jos sitä ei suljeta huolellisesti kuljetussäiliöissä. Kaikki altistuminen säiliön kosteudelle aiheuttaa kloorivetykaasun kertymistä ja johtaa räjähdykseen ja ympäröivän ilman saastumiseen. Kemiallinen yhdiste aiheuttaa altistumisriskejä, kun se muodostuu kosteuden kanssa muodostaen kloorivetyä, suolahapon syövyttävää muotoa, joka on haitallista keuhkoille, limakalvoille ja iholle, joten se kuljetetaan nestemäisessä muodossa ja sitä käsitellään varovasti.

Sitä vastoin booritrikloridilla on potentiaalisia terveyshyötyjä. Sitä käytetään tutkimuksessa, johon kuuluu ydinmagneettisen resonanssin (NMR) spektroskopia, joka on rakennebiologian tutkimusala. Tämä johtuu siitä, että BCL3 on alku- tai edeltäjäkemikaali, jota käytetään alkuaineboorin luomiseen. Yhdellä kahdesta boorin luonnollisesti muodostuvasta isotoopista-boori-10-on ainutlaatuinen kyky kaapata matalan energian neutroneja. Sekä boori-10 että boori-11 ovat NMR-prosessissa käytettävän alkuaineen välttämättömiä isotooppeja.