Viens no mūsdienu tehnoloģijās izmantotajiem materiāliem ir borofēns. Pirms vairāk nekā divām desmitgadēm fiziķu grupa varēja paredzēt tā pastāvēšanu, jo viņi izmantoja dažādas datorsimulācijas, kas aprakstīja, kā bora atomi var savienoties, veidojot plānāku materiāla slāni, kuram ir tikai viens biezs atoms. Šim materiālam ir daudz pielietojumu tehnoloģiskajā jomā, un, attīstoties katru reizi, var iegūt labākus rezultātus.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim par visām borofēna īpašībām un lietojumiem.
galvenās iezīmes
Kad tika atklāts borofēns, tehnoloģija neļāva izgatavot materiālu, kam būtu tik smalkas īpašības kā šodien. Zinātnisko grupu, kas strādā ar šiem borofēna kristāliem, cerības ir diezgan augstas, jo to var bezgalīgi izmantot pievilcīgās jomās. Mēs atrodam lietojumus supravadītspējā un akumulatoru ražošanā, starp citiem. Lai gan šajā, ko es saskaita, tas šķiet vairāk nekā graphene, borofēna solījumi.
Bors ir ķīmiskais elements, ko izmanto šī materiāla ražošanai. Tas ir pusvadītājs, kas ļauj vadīt elektrisko elektrību vai darboties kā izolators atkarībā no spiediena, temperatūras, starojuma vai citiem apstākļiem. Būdams pusmetāls, tam piemīt raksturīgas īpašības tiem elementiem, kas ir metāli, un tiem, kas ir nemetāli.
Mūsu planētas zemes garozā ir maz bora. To var iegūt no tādiem akmeņiem kā boraks vai kolemanīts. Šie ieži veidojas dabiski, pateicoties ūdens iztvaikošanai, kas ir bagāta ar sāļiem no dažiem ezeriem. Šie ezeri ir pakļauti augstai temperatūrai un atrodas tuksneša apgabalos, kuru klimats ir pilnīgi sauss. Izšķīdušo boru var atrast arī jūrā atmosfērā suspendēto daļiņu nokrišņu dēļ.
Lai varētu izgatavot borofēna loksni atomi jāsavieno kopā, lai tie veidotu vienu slāni, kas ir viena atoma biezs. Šīs ir vienas no īpašībām, kas to atšķir no citiem materiāliem. Tas nozīmē, ka vienkārši ir jāspēj sasaistīt visus šos atomus tādā veidā, kas ģenerē vienu atomu slāni. To sasniegt nav viegli. Šīs grūtības lielā mērā izskaidro laiku, kas pagājis kopš materiāla, kuru pazīstam kā borofēnu, atklāšanas, līdz zinātnieki ir veiksmīgi izgatavojuši savas laboratorijas. Lai izgatavotu šo materiālu, ir veiktas dažādas simulācijas, izmantojot datorus, lai varētu novērtēt, kādi ir vajadzīgie mainīgie, kas šim materiālam bija nepieciešami, lai varētu sasaistīties vienā atomu slānī.
Borofēna ražošana
Borofēna ražošanai ir izmantota ļoti līdzīga procedūra, ko izmanto sintētiskā dimanta ražošanai. Šī procedūra To sauc par ķīmisko tvaiku nogulsnēšanos. Interesanti ir zināt, ka šis ķīmiskās tvaiku nogulsnēšanās process ir panākts, ka gāze, kas atradās augstā temperatūrā un satur bora atomus, var kondensēties uz ļoti viendabīgas virsmas. Šai virsmai jābūt no tīra sudraba. Tīram sudrabam jābūt temperatūrā, kas ir daudz zemāka par gāzes temperatūru, lai tas varētu uz tā kondensēties un kristalizēties. Tā tam izdodas pieņemt unikālu formu, kurā to veido atomu slānis.
Izvēle izmantot tīru sudrabu nav vienlīdz nejauša. Ir zināms, ka šie atomi iegūst diezgan vienotu kristālu struktūru un struktūru. Ar ļoti vienotu virsmas struktūru tas var piespiest bora atomus pieņemt šai virsmai līdzīgu konfigurāciju. Kad gāze nonāk saskarē ar tīra sudraba virsmu, tā atrodas daudz zemākā temperatūrā gāzei izdodas izkristalizēties ar līdzīgu struktūru. Tā tiek panākta plakana sešstūra režģa formas struktūra.
Ģenerētā ierīce ir ķīmiskā tvaiku nosēdināšanas kamera. Plazma ir violetā krāsā, un tā ir gāze, kas atradās augstā temperatūrā un satur daļiņas, kuras tiks nogulsnētas un konsolidētas izgatavojamajā materiālā. Tomēr jāņem vērā, ka bora atomu slānis nav pilnīgi regulārs, jo daži atomi izveido saites ar pārējiem 6 atomiem, kas ir elementam. Lielākā daļa no tām izveido saites tikai ar vēl 4-5 atomiem. Tas struktūrā rada daudzus caurumus, kas ir ne tikai kaitīgi, bet ir atbildīgi par dažām borofēna fizikāli ķīmiskajām īpašībām kopumā.
Borofēna materiālu cerības
Ņemot vērā galvenās īpašības, kuras mēs esam apsprieduši par borofēnu, gan sabiedrība, gan zinātnieku aprindas izvirza zināmas cerības. Divas no īpašībām, kas izskaidro, kāpēc grafēns ir radījis tik lielas cerības, ir materiāla ārkārtējās cietības un tā lielās elastības dēļ. Visparastākais ir tas, ka ļoti izturīgam un izturīgam elementam ir mazāk elastības.. Tāpēc ir pārsteidzoši, ka visi zinātnieki, kas iesaistīti borofēna radīšanā, ir apstiprinājuši, ka materiāls ir elastīgāks un cietāks nekā grafēns.
Zinātnieki apgalvo, ka šis materiāls ir cietāks par dimantu. Turklāt tas ir lielisks elektrības vadītājs, jo tam ir augsts siltuma vadītspējas indekss. Šis indekss ir atbildīgs par jaudas mērīšanu siltuma veidā enerģijas pārvadāšanai. Vēl viena no īpašībām, attiecībā uz kurām tā rada tik daudz cerību, ir tā, ka tā ir ļoti viegla un pareizos spiediena un temperatūras apstākļos izturas kā supravadītājs. Tam ir liela spēja uztvert ūdeņraža atomus un tā var darboties ķīmiskā reakcijā kā reaģents. Visas šīs īpašības padara borofēns ir viens no interesantākajiem materiāliem uz planētas, kas nesen atklāts.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par borofēnu un tā īpašībām.