L'un des matériaux utilisés dans la technologie moderne est borophène. Il y a plus de deux décennies, un groupe de physiciens pouvait prédire son existence car ils utilisaient diverses simulations informatiques décrivant comment les atomes de bore pouvaient se lier pour former une couche plus mince d'un matériau qui n'avait qu'un seul atome d'épaisseur. Ce matériau a de nombreuses applications dans le domaine technologique et avec le développement chaque fois que de meilleurs résultats peuvent être obtenus.
Dans cet article, nous allons vous parler de toutes les caractéristiques et utilisations du borophène.
Caractéristiques principales
Lors de la découverte du borophène, la technologie n'a pas permis de fabriquer un matériau aux caractéristiques aussi fines qu'aujourd'hui. Les attentes des groupes scientifiques travaillant sur ces cristaux de borophène sont assez élevées, car il a des applications infinies dans des domaines attractifs. On trouve des applications dans la supraconductivité et la fabrication de batteries, entre autres. Bien que dans ce que je compte, il semble que plus que graphène, promesses de borophène.
Le bore est l'élément chimique utilisé pour fabriquer ce matériau. C'est un semi-conducteur qui permet de conduire l'électricité électrique ou d'agir comme un isolant en fonction de la pression, de la température, du rayonnement ou d'autres conditions. Étant un semi-métal, il possède les propriétés caractéristiques des éléments qui sont des métaux et de ceux qui ne sont pas des métaux.
La croûte terrestre de notre planète contient peu de bore. Il peut être extrait de roches telles que le borax ou la colémanite. Ces roches se forment naturellement en raison de l'évaporation de l'eau riche en sels de certains lacs. Ces lacs sont soumis à des températures élevées et sont situés dans des zones désertiques, dont le climat est complètement aride. Le bore dissous peut également être trouvé dans la mer en raison de la précipitation de particules en suspension dans l'atmosphère.
Pouvoir fabriquer une feuille de borophène les atomes doivent être liés entre eux de manière à former une seule couche d'une épaisseur d'un seul atome. Ce sont l'une des caractéristiques qui le différencient des autres matériaux. Cela signifie que, simplement, il est nécessaire de pouvoir relier tous ces atomes de manière à générer une seule couche d'atomes. Il n’est pas facile d’y parvenir. Cette difficulté explique en grande partie le temps qui s'est écoulé depuis la découverte du matériau que nous connaissons sous le nom de borophène jusqu'à ce que les scientifiques aient réussi à fabriquer leurs laboratoires. Afin de fabriquer ce matériau, diverses simulations ont été réalisées à l'aide d'ordinateurs pour pouvoir estimer quelles sont les variables nécessaires dont ce matériau avait besoin pour pouvoir se lier en une seule couche d'atomes.
Fabrication de borophène
Pour fabriquer du borophène, une procédure très similaire a été utilisée pour produire du diamant synthétique. Cette procédure Il est connu sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur. Il est intéressant de savoir que ce procédé de dépôt chimique en phase vapeur consiste à faire en sorte qu'un gaz qui était à haute température et qui contient des atomes de bore puisse se condenser sur une surface très homogène. Cette surface doit être composée d'argent pur. L'argent pur doit être à une température très inférieure à celle du gaz pour qu'il puisse se condenser et cristalliser dessus. C'est ainsi qu'il parvient à adopter une forme unique dans laquelle il est composé d'une couche d'atomes.
Le choix d'utiliser de l'argent pur n'est pas également aléatoire. Ces atomes sont connus pour acquérir une structure et une texture cristallines assez uniformes. En ayant une structure de surface très uniforme, il peut forcer les atomes de bore à adopter une configuration similaire à cette surface. Lorsque le gaz entre en contact avec la surface de l'argent pur, il est à une température beaucoup plus basse le gaz parvient à cristalliser avec une structure similaire. C'est ainsi qu'une structure plate en forme de grille hexagonale est obtenue.
Le dispositif généré est une chambre de dépôt chimique en phase vapeur. Le plasma est de couleur violette et c'est un gaz qui était à haute température et qui contient les particules qui vont se déposer et se consolider dans le matériau en cours de fabrication. Cependant, il faut tenir compte du fait que la couche d'atomes de bore n'est pas complètement régulière car certains atomes viennent établir des liaisons avec les 6 autres atomes que possède l'élément. La plupart d'entre eux n'établissent des liaisons qu'avec 4 à 5 atomes de plus. Cela provoque la génération de nombreux trous dans la structure qui sont non seulement nocifs, mais sont également responsables de certaines des propriétés physico-chimiques du borophène dans son ensemble.
Attentes en matière de borophène
Compte tenu des principales caractéristiques dont nous avons discuté à propos du borophène, il existe certaines attentes tant du public que de la communauté scientifique. Deux des caractéristiques qui expliquent pourquoi le graphène a suscité tant d'attentes sont en raison de l'extrême dureté du matériau et de sa grande flexibilité. La chose la plus normale est qu'un élément qui est très résistant et qui a duré a moins de flexibilité.. Il est donc surprenant que tous les scientifiques impliqués dans la création du borophène aient confirmé que le matériau est plus souple et plus dur que le graphène.
Les scientifiques affirment que ce matériau est plus dur que le diamant. De plus, c'est un excellent conducteur d'électricité car il a un indice de conductivité thermique élevé. Cet indice est chargé de mesurer la capacité dont il dispose à transporter de l'énergie sous forme de chaleur. Une autre des caractéristiques pour lesquelles il suscite tant d'attentes est qu'il est très léger et dans les bonnes conditions de pression et de température, il se comporte comme un supraconducteur. Il a une grande capacité à capturer des atomes d'hydrogène et peut agir dans une réaction chimique en tant que réactif. Toutes ces propriétés font le borophène, l'un des matériaux les plus intéressants de la planète récemment découvert.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur le borophène et ses caractéristiques.