Bórófen

Eitt af efnunum sem notuð eru í nútímatækni er borófen. Fyrir meira en tveimur áratugum gat hópur eðlisfræðinga spáð fyrir um tilvist þess þar sem þeir notuðu ýmsar tölvuhermanir sem lýstu því hvernig bóratóm gætu tengst saman og myndað þynnra lag af efni sem hafði aðeins eitt þykkt atóm. Þetta efni hefur fjölmörg forrit á sviði tækni og með þróuninni í hvert skipti sem betri árangur næst.

Í þessari grein ætlum við að segja þér frá öllum eiginleikum og notkun borófen.

helstu eiginleikar

Þegar borófen uppgötvaðist gerði tæknin ekki mögulegt að framleiða efni sem hafði jafn fínleg einkenni og það gerir í dag. Væntingar vísindahópa sem vinna að þessum bórófenkristöllum eru nokkuð miklar, þar sem þær hafa endalausar umsóknir á aðlaðandi sviðum. Við finnum forrit í ofurleiðni og rafhlöðuframleiðslu, meðal annarra. Þó að í þessu sem ég er að telja virðist það meira en grafen, borophen loforð.

Bór er efnaþátturinn sem notaður er til að búa til þetta efni. Það er hálfleiðari sem gerir kleift að leiða rafmagn eða starfa sem einangrandi eftir þrýstingi, hitastigi, geislun eða öðrum aðstæðum. Þar sem það er hálfmálmur hefur það einkennandi eiginleika þeirra frumefna sem eru málmar og þeirra sem eru ekki málmar.

Jarðskorpan á plánetunni okkar inniheldur lítið bor. Það er hægt að vinna úr steinum eins og borax eða colemanite. Þessir steinar myndast náttúrulega vegna uppgufunar vatns sem er ríkur af söltum frá sumum vötnum. Þessi vötn eru undir háum hita og eru staðsett á eyðimörkarsvæðum þar sem loftslag er alveg þurrt. Uppleyst bór er einnig að finna í sjónum vegna úrkomu agna sem eru sviflausar í andrúmsloftinu.

Að geta búið til borófen lak Tengja þarf frumeindirnar saman þannig að þær mynda eitt lag sem er eitt atóm þykkt. Þetta eru ein einkenni sem gera það frábrugðið öðrum efnum. Þetta þýðir að einfaldlega er nauðsynlegt að geta tengt öll þessi frumeindir á þann hátt að mynda eitt lag frumeinda. Að ná þessu er ekki auðvelt. Þessi vandi skýrir að mestu þann tíma sem liðinn er frá því að efnið sem við þekkjum sem borófen uppgötvaðist þar til vísindamenn hafa framleitt rannsóknarstofur sínar með góðum árangri. Til þess að framleiða þetta efni hafa ýmsar eftirlíkingar verið gerðar með tölvum til að geta metið hverjar eru nauðsynlegar breytur sem þetta efni þarf til að geta tengt saman í einu atómlagi.

Framleiðsla á borófeni

Til að búa til bórófen hefur verið notað mjög svipuð aðferð og er notuð til að framleiða tilbúinn demant. Þessi aðferð Það er þekkt sem efnafræðileg gufuútfelling. Það er áhugavert að vita að þetta ferli efnafræðilegs gufuútfellingar samanstendur af því að ná því lofti sem var við háan hita og sem inniheldur bóratóm getur þéttst á yfirborði sem er mjög einsleitt. Þetta yfirborð verður að vera samsett úr hreinu silfri. Hreint silfur verður að vera við miklu lægra hitastig en gasið svo að það þéttist og kristallast á því. Þannig tekst það að tileinka sér einstakt form þar sem það er samsett úr atómlagi.

Valið um að nota hreint silfur er ekki jafn handahófskennt. Vitað er að þessi atóm öðlast nokkuð einsleita kristalbyggingu og áferð. Með því að hafa mjög samræmda yfirborðsuppbyggingu getur það neytt bóratómin til að taka upp svipaða stillingu og þetta yfirborð. Þegar gasið kemst í snertingu við yfirborð hreins silfurs er það við miklu lægra hitastig gasinu tekst að kristallast með svipaða uppbyggingu. Þannig næst flöt sexhyrnd ristlaga uppbygging.

Tækið sem er búið til er efnafræðilegt gufuútfellingarhólf. Plasma er fjólublátt að lit og það er lofttegund sem var við háan hita og sem inniheldur agnirnar sem eiga að verða afhentar og sameinaðar í efninu sem er verið að framleiða. Hins vegar verður að taka með í reikninginn að lag bóratómanna er ekki alveg reglulegt vegna þess að sum atóm koma til að koma á tengingum við hin 6 atómin sem frumefnið hefur. Flest þeirra stofna aðeins tengi með 4-5 atómum í viðbót. Þetta veldur myndun fjölmargra gata í uppbyggingunni sem eru ekki aðeins skaðleg, heldur bera einnig ábyrgð á sumum eðlisefnafræðilegum eiginleikum sem borófen hefur í heild.

Væntingar um borófen

Miðað við helstu einkenni sem við höfum rætt um borófen eru ákveðnar væntingar bæði af almenningi og vísindasamfélaginu. Tveir af einkennunum sem skýra hvers vegna grafen hefur skapað svo mikla eftirvæntingu er vegna mikillar hörku efnisins og mikils sveigjanleika þess. Eðlilegast er að þáttur sem er mjög þolinn og endist hefur minni sveigjanleika. Það kemur því á óvart að allir vísindamennirnir sem taka þátt í sköpun bórófens hafa staðfest að efnið er sveigjanlegra og harðara en grafen.

Vísindamenn halda því fram að þetta efni sé harðara en demantur. Að auki er það framúrskarandi leiðari rafmagns þar sem það hefur mikla hitaleiðni vísitölu. Þessi vísitala er ábyrg fyrir því að mæla getu sem hún hefur til að flytja orku í formi hita. Annað af þeim einkennum sem það býr til svo miklar væntingar um er að það er mjög létt og við réttan þrýsting og hitastig hagar það sér eins og ofurleiðari. Það hefur mikla getu til að fanga vetnisatóm og getur virkað í efnahvörfum sem hvarfefni. Allar þessar eignir gera bórófen eitt áhugaverðasta efni á jörðinni sem nýlega uppgötvaðist.

Ég vona að með þessum upplýsingum geti þú lært meira um borófen og einkenni þess.