Eines der in der modernen Technologie verwendeten Materialien ist Borophen. Vor mehr als zwei Jahrzehnten konnte eine Gruppe von Physikern ihre Existenz vorhersagen, da sie verschiedene Computersimulationen verwendeten, in denen beschrieben wurde, wie Boratome miteinander verbunden werden können, um eine dünnere Schicht aus einem Material mit nur einem Atom Dicke zu bilden. Dieses Material hat zahlreiche Anwendungen im technologischen Bereich und mit der Entwicklung jedes Mal, wenn bessere Ergebnisse erzielt werden können.
In diesem Artikel werden wir Ihnen alle Eigenschaften und Verwendungen von Borophen erläutern.
Schlüsselmerkmale
Als Borophen entdeckt wurde, ermöglichte die Technologie nicht die Herstellung eines Materials mit so feinen Eigenschaften wie heute. Die Erwartungen der wissenschaftlichen Gruppen, die an diesen Borophenkristallen arbeiten, sind recht hoch, da sie in attraktiven Bereichen endlose Anwendungen finden. Wir finden Anwendungen in der Supraleitung und Batterieherstellung, unter anderen. Obwohl in diesem, das ich zähle, scheint es mehr als GraphenBorophen verspricht.
Bor ist das chemische Element, aus dem dieses Material hergestellt wird. Es ist ein Halbleiter, der es ermöglicht, elektrischen Strom zu leiten oder als Isolator zu fungieren, abhängig von Druck, Temperatur, Strahlung oder anderen Bedingungen. Als Halbmetall hat es charakteristische Eigenschaften der Elemente, die Metalle sind, und der Elemente, die keine Metalle sind.
Die Erdkruste unseres Planeten enthält wenig Bor. Es kann aus Gesteinen wie Borax oder Colemanit gewonnen werden. Diese Gesteine entstehen auf natürliche Weise durch die Verdunstung von salzreichem Wasser aus einigen Seen. Diese Seen sind hohen Temperaturen ausgesetzt und befinden sich in Wüstengebieten, deren Klima völlig trocken ist. Gelöstes Bor kann auch im Meer gefunden werden, da Partikel ausfallen, die in der Atmosphäre suspendiert sind.
Um eine Borophenfolie herstellen zu können Die Atome müssen miteinander verbunden werden, damit sie eine einzelne Schicht bilden, die ein einzelnes Atom dick ist. Dies ist eine der Eigenschaften, die es von anderen Materialien unterscheidet. Dies bedeutet, dass es einfach notwendig ist, alle diese Atome so zu verbinden, dass eine einzige Atomschicht entsteht. Dies zu erreichen ist nicht einfach. Diese Schwierigkeit erklärt weitgehend die Zeit, die vergangen ist, seit das als Borophen bekannte Material entdeckt wurde, bis Wissenschaftler ihre Labore erfolgreich hergestellt haben. Um dieses Material herzustellen, wurden verschiedene Simulationen unter Verwendung von Computern durchgeführt, um abschätzen zu können, welche Variablen dieses Material benötigt, um sich in einer einzelnen Atomschicht verbinden zu können.
Herstellung von Borophen
Zur Herstellung von Borophen wurde ein sehr ähnliches Verfahren angewendet, das zur Herstellung von synthetischem Diamant verwendet wird. Dieses Verfahren Es ist als chemische Gasphasenabscheidung bekannt. Es ist interessant zu wissen, dass dieser Prozess der chemischen Gasphasenabscheidung darin besteht, dass ein Gas mit hoher Temperatur und Boratomen auf einer sehr homogenen Oberfläche kondensieren kann. Diese Oberfläche muss aus reinem Silber bestehen. Reines Silber muss eine Temperatur haben, die viel niedriger als die des Gases ist, damit es darauf kondensieren und kristallisieren kann. Auf diese Weise gelingt es ihm, eine einzigartige Form anzunehmen, in der es aus einer Schicht von Atomen besteht.
Die Wahl von reinem Silber ist nicht gleich zufällig. Es ist bekannt, dass diese Atome eine ziemlich einheitliche Kristallstruktur und -struktur erhalten. Durch eine sehr gleichmäßige Oberflächenstruktur können die Boratome gezwungen werden, eine dieser Oberfläche ähnliche Konfiguration anzunehmen. Wenn das Gas mit der Oberfläche des reinen Silbers in Kontakt kommt, hat es eine viel niedrigere Temperatur Das Gas kristallisiert mit einer ähnlichen Struktur. Auf diese Weise wird eine flache sechseckige gitterförmige Struktur erreicht.
Die erzeugte Vorrichtung ist eine chemische Gasphasenabscheidungskammer. Das Plasma hat eine violette Farbe und es ist ein Gas, das eine hohe Temperatur hatte und die Partikel enthält, die in dem hergestellten Material abgelagert und verfestigt werden sollen. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Schicht der Boratome nicht vollständig regelmäßig ist, da einige Atome Bindungen mit den anderen 6 Atomen des Elements herstellen. Die meisten von ihnen stellen nur Bindungen mit 4-5 weiteren Atomen her. Dies führt zur Bildung zahlreicher Löcher in der Struktur, die nicht nur schädlich sind, sondern auch für einige der physikochemischen Eigenschaften von Borophen insgesamt verantwortlich sind.
Erwartungen an das Borophenmaterial
Angesichts der Hauptmerkmale, die wir über Borophen diskutiert haben, gibt es bestimmte Erwartungen sowohl in der Öffentlichkeit als auch in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Zwei der Eigenschaften, die erklären, warum Graphen so viel Erwartung erzeugt hat, sind die extreme Härte des Materials und seine hohe Flexibilität. Das Normalste ist, dass ein Element, das sehr widerstandsfähig und langlebig ist, weniger flexibel ist.. Es ist daher überraschend, dass alle Wissenschaftler, die an der Herstellung von Borophen beteiligt sind, bestätigt haben, dass das Material flexibler und härter als Graphen ist.
Wissenschaftler behaupten, dass dieses Material härter als Diamant ist. Darüber hinaus ist es ein ausgezeichneter Stromleiter, da es einen hohen Wärmeleitfähigkeitsindex aufweist. Dieser Index ist verantwortlich für die Messung der Fähigkeit, Energie in Form von Wärme zu transportieren. Eine weitere Eigenschaft, für die es so viel Erwartung erzeugt, ist, dass es sehr leicht ist und sich unter den richtigen Druck- und Temperaturbedingungen wie ein Supraleiter verhält. Es hat eine große Fähigkeit, Wasserstoffatome einzufangen und kann in einer chemischen Reaktion als Reagenz wirken. Alle diese Eigenschaften machen Borophen ist eines der interessantesten Materialien auf dem Planeten, das kürzlich entdeckt wurde.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Borophen und seine Eigenschaften erfahren können.