Uno de los materiales utilizados en la tecnología moderna es el borofeno. Hace más de dos décadas un grupo de físicos pudo predecir su existencia ha puesto que utilizaban diversas simulaciones por ordenador que describían como los átomos de boro se podían enlazar entre ellos para poder formar una capa más fina de un material que tuviera tan sólo un átomo de espesor. Este material tiene numerosas aplicaciones en el ámbito tecnológico y con el desarrollo cada vez se pueden conseguir mejores resultados.
En este artículo vamos a contarte todas las características y usos del borofeno.
Características principales
Cuando se descubrió en borofeno, la tecnología no permitía fabricar un material que tuviera unas características tan finas como lo tiene en la actualidad. Las expectativas de los grupos científicos que trabajan en estos cristales de borofeno están bastante altas, puesto que tiene un sinfín de aplicaciones en ámbitos atractivos. Encontramos aplicaciones en la superconductividad y la fabricación de baterías, entre otros. Aunque en esto que estoy contando parece a más del grafeno, el borofeno promete.
El boro es el elemento químico que se emplea para producir este material. Es un semiconductor que permite conducir la electricidad eléctrica o actuar como aislante dependiendo de las condiciones de presión, temperatura, la radiación u otras. Al ser un semimetal, llega a tener propiedades características de aquellos elementos que son metales y los que son no metales.
La corteza terrestre de nuestro planeta contiene poco boro. Se puede extraer de rocas como es el bórax o la colemanita. Estas rocas se forman de manera natural debido a la evaporación del agua que es rica en sales de algunos lagos. Estos lagos están sometidos altas temperaturas y ubicados en zonas desérticas, cuyo clima es plenamente árido. También se puede encontrar el boro disuelto en el mar debido a la precipitación de las partículas que están suspendidas en la atmósfera.
Para poder fabricar una lámina de borofeno se necesitan enlazarlos átomos de manera que formen una única capa que tenga un espesor de un solo átomo. Estas una de las características que lo hacen diferente de otros materiales. Esto significa que, sencillamente, es necesario poder enlazar todos estos átomos de una forma de la que lleguen a generar una única capa de átomos. Lograr esto no es sencillo. Esta dificultad explica en gran medida el tiempo que ha pasado desde que se descubrió el material que conocemos como borofeno hasta que los científicos han conseguido fabricaron sus laboratorios. Para poder fabricar este material se han realizado diversas simulaciones a través de ordenadores para poder estimar cuáles son las variables necesarias que necesitaba este material para poder enlazarse en una sola capa de átomos.
Fabricación del borofeno
Para fabricar el borofeno se ha utilizado a un procedimiento muy parecido que se emplea para producir diamante sintético. Este procedimiento se conoce con el nombre de deposición química de vapor. Es interesante conocer que este proceso de deposición química de vapor consiste en conseguir que un gas que estaba alta temperatura y que contiene átomos de boro se pueda condensar sobre una superficie que sea muy homogénea. Está superficie debe ser compuesta por plata pura. La plata pura debe estar a una temperatura muy inferior a la que tiene el gas para que se pueda condensar y cristalizar sobre ella. Es así como consigue adoptar una forma única en la que está compuesta por una capa de átomos.
La elección de utilizar la plata pura no es al igual azar. Estos átomos se sabe que adquieren una textura y estructura cristalina bastante uniforme. Al tener una estructura superficial muy uniforme puede llegar a forzar a que los átomos de boro puedan adoptar una configuración similar a ésta superficie. Cuando el gas entra en contacto con la superficie de la plata pura que está a mucha menos temperatura el gas consigue cristalizarse con una estructura similar. Es así como se consigue una estructura hexagonal plana con forma de rejilla.
El dispositivo que se genera es una cámara de deposición química por vapor. El plasma es de color violeta y se trata de un gas que estaba alta temperatura y que contienen las partículas que se van a ir depositando y consolidando en el material que se está fabricando. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la capa de átomos de boro no es completamente regular debido a que algunos átomos de llegan a establecer enlaces con los otros 6 átomos que tiene el elemento. La mayoría de ellos tan sólo establecen enlaces con 4-5 átomos más. Esto origina la generación de numerosos huecos en la estructura que no son sólo perjudiciales, sino que son los responsables de algunas de las propiedades fisicoquímicas que tiene el borofeno en su totalidad.
Expectativas del material borofeno
Dada las características principales que hemos comentado acerca del borofeno existen ciertas expectativas tanto por el público como por la comunidad científica. Dos de las características que explican el por qué el grafeno ha generado tanta expectación es por la extrema dureza que tiene el material y su alta flexibilidad. Lo más normal es que un elemento que sea muy resistente y duró tenga menor flexibilidad. Por ello, es sorprendente que todos los científicos que están involucrados en la creación de borofeno han confirmado que el material es más flexible y más duro que el grafeno.
Los científicos afirman que este material tiene una dureza superior a la del diamante. Además, es una excelente conductor de la electricidad ya que tiene un índice de termoconductividad alto. Este índice se encarga de medir la capacidad que tiene de transportar energía en forma de calor. Otra de las características por las que genera tanta expectativa es que es muy ligero y bajo las condiciones de presión y temperatura adecuadas se comporta como un superconductor. Tiene una gran capacidad para poder capturar átomos de hidrógeno y pueda actuar en una reacción química como reactivo. Todas estas propiedades hacen al borofeno uno de los materiales más interesantes del planeta descubiertos recientemente.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre el borofeno y sus características.