Viena iš šiuolaikinėse technologijose naudojamų medžiagų yra borofenas. Daugiau nei prieš du dešimtmečius fizikų grupė galėjo numatyti jo egzistavimą, nes naudojo įvairias kompiuterines simuliacijas, kuriose aprašyta, kaip boro atomai gali susijungti, kad susidarytų plonesnis medžiagos sluoksnis, kurio storis būtų tik vienas. Ši medžiaga turi daugybę pritaikymų technologinėje srityje ir kaskart tobulėjant galima pasiekti geresnių rezultatų.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime apie visas borofeno savybes ir naudojimo būdus.
pagrindinės funkcijos
Kai buvo atrastas borofenas, technologija neleido pagaminti tokios puikios savybės medžiagos, kokia yra šiandien. Mokslinių grupių, dirbančių su šiais borofeno kristalais, lūkesčiai yra gana dideli, nes jis turi begalę galimybių patraukliose srityse. Mes randame superlaidumo ir baterijų gamybos programas, tarp kitų. Nors tuo, kurį skaičiuoju, atrodo daugiau nei grafenas, pažada borofenas.
Boras yra cheminis elementas, naudojamas šiai medžiagai gaminti. Tai puslaidininkis, leidžiantis praleisti elektros energiją arba veikti kaip izoliatorius, priklausomai nuo slėgio, temperatūros, radiacijos ar kitų sąlygų. Būdamas pusiau metalas, jis turi būdingų savybių tiems elementams, kurie yra metalai, ir tiems, kurie yra nemetalai.
Mūsų planetos žemės plutoje yra mažai boro. Jį galima išgauti iš tokių uolienų kaip boraksas ar kolemanitas. Šios uolienos natūraliai susidaro dėl garuojančio vandens, kuriame gausu druskų iš kai kurių ežerų. Šiuose ežeruose yra aukšta temperatūra ir jie yra dykumų rajonuose, kurių klimatas yra visiškai sausas. Ištirpusio boro taip pat galima rasti jūroje dėl atmosferoje suspenduotų dalelių nuosėdų.
Gebėti pasidaryti borofeno lakštą atomus reikia sujungti taip, kad jie sudarytų vieną sluoksnį, kurio storis būtų vienas atomas. Tai yra viena iš savybių, dėl kurių jis skiriasi nuo kitų medžiagų. Tai reiškia, kad paprasčiausiai būtina mokėti susieti visus šiuos atomus taip, kad susidarytų vienas atomų sluoksnis. Tai pasiekti nėra lengva. Šis sunkumas iš esmės paaiškina laiką, praėjusį nuo medžiagos, kurią žinome kaip borofeną, atradimo, kol mokslininkai sėkmingai pagamino savo laboratorijas. Norint pagaminti šią medžiagą, naudojant kompiuterius buvo atliktos įvairios simuliacijos, kad būtų galima įvertinti, kokie yra būtini kintamieji, kurių šiai medžiagai reikėjo sukibti viename atomų sluoksnyje.
Borofeno gamyba
Borofeno gamybai buvo naudojama labai panaši procedūra, kuri naudojama sintetiniam deimantui gaminti. Ši procedūra Jis žinomas kaip cheminis garų nusodinimas. Įdomu žinoti, kad šį cheminio garų nusodinimo procesą sudaro tai, kad dujos, kurios buvo aukštoje temperatūroje ir kuriose yra boro atomų, galėtų kondensuotis ant labai homogeniško paviršiaus. Šis paviršius turi būti sudarytas iš gryno sidabro. Grynas sidabras turi būti daug žemesnėje nei dujų temperatūra, kad ant jo galėtų kondensuotis ir kristalizuotis. Taip jam pavyksta perimti unikalią formą, kurioje jis susideda iš atomų sluoksnio.
Gryno sidabro pasirinkimas nėra vienodai atsitiktinis. Žinoma, kad šie atomai įgyja gana vienodą kristalų struktūrą ir tekstūrą. Turėdamas labai vienodą paviršiaus struktūrą, jis gali priversti boro atomus priimti panašią į šį paviršių konfigūraciją. Kai dujos liečiasi su gryno sidabro paviršiumi, jos temperatūra yra daug žemesnė dujos sugeba kristalizuotis panašia struktūra. Taip pasiekiama plokščio šešiakampio tinklelio formos struktūra.
Sukuriamas prietaisas yra cheminio garų nusodinimo kamera. Plazma yra violetinės spalvos ir tai yra dujos, kurios buvo aukštoje temperatūroje ir kuriose yra dalelių, kurios bus nusėdusios ir sutvirtintos gaminamoje medžiagoje. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad boro atomų sluoksnis nėra visiškai taisyklingas, nes kai kurie atomai užmezga ryšius su kitais 6 elemento atomais. Dauguma jų užmezga ryšius tik su dar 4-5 atomais. Tai sukelia daugybę skylių struktūroje, kurios yra ne tik kenksmingos, bet ir atsakingos už kai kurias fizikines ir chemines savybes, kurias turi visas borofenas.
Borofeno medžiagos lūkesčiai
Atsižvelgiant į pagrindines borofeno savybes, kurias aptarėme, visuomenė ir mokslo bendruomenė tikisi tam tikrų lūkesčių. Dvi charakteristikos, paaiškinančios, kodėl grafenas sukėlė tiek daug vilčių, yra dėl ypatingo medžiagos kietumo ir didelio lankstumo. Normaliausia yra tai, kad labai atsparus ir išsilaikęs elementas turi mažiau lankstumo.. Todėl stebina tai, kad visi mokslininkai, dalyvaujantys borofeno kūrime, patvirtino, kad medžiaga yra lankstesnė ir kietesnė nei grafenas.
Mokslininkai teigia, kad ši medžiaga yra sunkesnė už deimantą. Be to, tai yra puikus elektros laidininkas, nes jis turi aukštą šilumos laidumo indeksą. Šis indeksas yra atsakingas už pajėgumų, kuriuos jis turi perduoti energijai šilumos forma, matavimą. Dar viena iš savybių, dėl kurių ji taip tikisi, yra ta, kad ji yra labai lengva ir esant tinkamoms slėgio bei temperatūros sąlygoms, ji elgiasi kaip superlaidininkas. Jis turi puikų gebėjimą užfiksuoti vandenilio atomus ir gali veikti kaip cheminė reakcija kaip reagentas. Visos šios savybės daro borofenas - viena įdomiausių neseniai atrastų medžiagų planetoje.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie borofeną ir jo ypatybes.