Et af de materialer, der anvendes i moderne teknologi er borophen. For mere end to årtier siden kunne en gruppe fysikere forudsige dens eksistens, da de brugte forskellige computersimuleringer, der beskrev, hvordan boratomer kunne binde sig sammen for at danne et tyndere lag af et materiale, der kun havde et tykkelsesatom. Dette materiale har mange anvendelser inden for det teknologiske område, og med udviklingen hver gang kan der opnås bedre resultater.
I denne artikel vil vi fortælle dig om alle egenskaber og anvendelser af borophen.
Vigtigste funktioner
Da borofen blev opdaget, gjorde teknologien det ikke muligt at fremstille et materiale, der havde så fine egenskaber, som det gør i dag. Forventningerne fra de videnskabelige grupper, der arbejder på disse borofenkrystaller, er ret høje, da de har uendelige anvendelser inden for attraktive områder. Vi finder applikationer inden for superledningsevne og batteriproduktion, blandt andre. Selvom i dette, som jeg tæller, ser det ud til mere end graphene, løfter borophene.
Bor er det kemiske element, der bruges til at fremstille dette materiale. Det er en halvleder, der gør det muligt at lede elektrisk elektricitet eller fungere som en isolator afhængigt af tryk, temperatur, stråling eller andre forhold. At være et halvmetal har det karakteristiske egenskaber ved de grundstoffer, der er metaller, og dem, der er ikke-metaller.
Jordskorpen på vores planet indeholder lidt bor. Det kan ekstraheres fra klipper såsom borax eller colemanite. Disse klipper dannes naturligt på grund af fordampning af vand, der er rig på salte fra nogle søer. Disse søer er udsat for høje temperaturer og ligger i ørkenområder, hvis klima er helt tørt. Opløst bor kan også findes i havet på grund af nedbør af partikler, der er suspenderet i atmosfæren.
At kunne lave et borophenark Atomer skal bindes sammen, så de danner et enkelt lag, der er et enkelt atom tykt. Dette er en af de egenskaber, der gør det anderledes end andre materialer. Dette betyder, at det simpelthen er nødvendigt at være i stand til at forbinde alle disse atomer på en måde, der genererer et enkelt lag af atomer. Det er ikke let at nå dette. Denne vanskelighed forklarer i vid udstrækning den tid, der er gået, siden det materiale, vi kender som borophen, blev opdaget, indtil forskere med succes har fremstillet deres laboratorier. For at fremstille dette materiale er der udført forskellige simuleringer ved hjælp af computere for at kunne estimere, hvad der er de nødvendige variabler, som dette materiale havde brug for for at kunne binde i et enkelt lag af atomer.
Fremstilling af borophen
For at fremstille borophen er der anvendt en meget lignende procedure, der bruges til at fremstille syntetisk diamant. Denne procedure Det er kendt som kemisk dampaflejring. Det er interessant at vide, at denne proces med kemisk dampaflejring består i at opnå, at en gas, der var ved en høj temperatur, og som indeholder boratomer, kan kondensere på en overflade, der er meget homogen. Denne overflade skal være sammensat af rent sølv. Rent sølv skal have en temperatur, der er meget lavere end gassens, så den kan kondensere og krystallisere på den. Det er sådan, det formår at vedtage en unik form, hvor den er sammensat af et lag af atomer.
Valget om at bruge rent sølv er ikke lige tilfældigt. Disse atomer er kendt for at erhverve en ret ensartet krystalstruktur og struktur. Ved at have en meget ensartet overfladestruktur kan den tvinge boratomer til at vedtage en konfiguration svarende til denne overflade. Når gassen kommer i kontakt med overfladen af det rene sølv, har den en meget lavere temperatur gassen formår at krystallisere med en lignende struktur. Sådan opnås en flad sekskantet gitterformet struktur.
Enheden, der genereres, er et kemisk dampaflejringskammer. Plasmaet er violet i farve, og det er en gas, der var ved en høj temperatur, og som indeholder de partikler, der skal deponeres og konsolideres i det materiale, der fremstilles. Det skal dog tages i betragtning, at laget af boratomer ikke er helt regelmæssigt, fordi nogle atomer kommer til at etablere bindinger med de andre 6 atomer, som elementet har. De fleste af dem etablerer kun bindinger med 4-5 atomer mere. Dette forårsager dannelsen af adskillige huller i strukturen, der ikke kun er skadelige, men som er ansvarlige for nogle af de fysisk-kemiske egenskaber, som borophen har som helhed.
Borophene Material Forventninger
I betragtning af de vigtigste egenskaber, som vi har diskuteret om borophen, er der visse forventninger både af offentligheden og af det videnskabelige samfund. To af de egenskaber, der forklarer, hvorfor grafen har skabt så meget forventning, er på grund af materialets ekstreme hårdhed og dets høje fleksibilitet. Det mest normale er, at et element, der er meget modstandsdygtigt og vedvarende, har mindre fleksibilitet.. Det er derfor overraskende, at alle forskerne, der er involveret i skabelsen af borophen, har bekræftet, at materialet er mere fleksibelt og hårdere end grafen.
Forskere hævder, at dette materiale er hårdere end diamant. Derudover er det en fremragende leder af elektricitet, da den har et højt varmeledningsindeks. Dette indeks er ansvarlig for at måle den kapacitet, det har til at transportere energi i form af varme. En anden af de egenskaber, som det genererer så meget forventning om, er at det er meget let og under de rette tryk- og temperaturforhold opfører det sig som en superleder. Det har en stor kapacitet til at være i stand til at fange brintatomer og kan virke i en kemisk reaktion som et reagens. Alle disse egenskaber gør borophene et af de mest interessante materialer på planeten for nylig opdaget.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om borophen og dens egenskaber.