Borophene

Een van de materialen die in de moderne technologie worden gebruikt, is borophene. Meer dan twee decennia geleden kon een groep natuurkundigen het bestaan ​​ervan voorspellen, aangezien ze verschillende computersimulaties gebruikten die beschreven hoe booratomen aan elkaar konden binden om een ​​dunnere laag te vormen van een materiaal dat slechts één atoom dik was. Dit materiaal kent tal van toepassingen op technologisch gebied en met de ontwikkeling kunnen steeds betere resultaten worden behaald.

In dit artikel gaan we je vertellen over alle kenmerken en toepassingen van borofeen.

hoofdkenmerken

Toen borofeen werd ontdekt, maakte de technologie het niet mogelijk om een ​​materiaal te vervaardigen dat zulke fijne eigenschappen had als tegenwoordig. De verwachtingen van de wetenschappelijke groepen die aan deze borofeenkristallen werken, zijn vrij hoog, aangezien het eindeloze toepassingen heeft op aantrekkelijke gebieden. We vinden toepassingen in supergeleiding en batterijproductie, onder andere. Hoewel in dit dat ik aan het tellen ben, lijkt het meer dan grafeen, borophen belooft.

Borium is het chemische element dat wordt gebruikt om dit materiaal te maken. Het is een halfgeleider die het mogelijk maakt om elektrische elektriciteit te geleiden of om als isolator te werken, afhankelijk van druk, temperatuur, straling of andere omstandigheden. Omdat het een halfmetaal is, heeft het eigenschappen die kenmerkend zijn voor die elementen die metalen zijn en die niet-metalen zijn.

De aardkorst van onze planeet bevat weinig boor. Het kan worden gewonnen uit gesteenten zoals borax of colemaniet. Deze rotsen worden van nature gevormd door de verdamping van water dat rijk is aan zouten uit sommige meren. Deze meren zijn onderhevig aan hoge temperaturen en bevinden zich in woestijngebieden met een volledig droog klimaat. Opgelost boor wordt ook in zee aangetroffen door het neerslaan van deeltjes die in de atmosfeer zweven.

Om een ​​plaat van borofeen te kunnen maken de atomen moeten met elkaar worden verbonden zodat ze een enkele laag vormen die een enkel atoom dik is. Dit zijn een van de kenmerken waardoor het anders is dan andere materialen. Dit betekent dat het simpelweg nodig is om al deze atomen zo te kunnen verbinden dat er een enkele laag atomen ontstaat. Dit bereiken is niet eenvoudig. Deze moeilijkheid verklaart grotendeels de tijd die is verstreken sinds het materiaal dat we kennen als borofeen werd ontdekt totdat wetenschappers met succes hun laboratoria hebben vervaardigd. Om dit materiaal te vervaardigen zijn er verschillende simulaties uitgevoerd met computers om te kunnen inschatten wat de benodigde variabelen zijn die dit materiaal nodig heeft om zich te kunnen binden in een enkele atoomlaag.

Vervaardiging van borofeen

Om borofeen te maken, is een zeer vergelijkbare procedure gebruikt die wordt gebruikt om synthetische diamant te produceren. Deze procedure Het staat bekend als chemische dampafzetting. Het is interessant om te weten dat dit proces van chemische dampafzetting erin bestaat te bereiken dat een gas dat op hoge temperatuur was en dat booratomen bevat, kan condenseren op een oppervlak dat zeer homogeen is. Dit oppervlak moet uit puur zilver bestaan. Puur zilver moet een temperatuur hebben die veel lager is dan die van het gas, zodat het erop kan condenseren en kristalliseren. Dit is hoe het erin slaagt een unieke vorm aan te nemen waarin het is samengesteld uit een laag atomen.

De keuze om puur zilver te gebruiken is niet even willekeurig. Het is bekend dat deze atomen een vrij uniforme kristalstructuur en textuur krijgen. Door een zeer uniforme oppervlaktestructuur te hebben, kan het de booratomen dwingen om een ​​configuratie aan te nemen die vergelijkbaar is met dit oppervlak. Wanneer het gas in contact komt met het oppervlak van het zuivere zilver, heeft het een veel lagere temperatuur het gas slaagt erin te kristalliseren met een vergelijkbare structuur. Dit is hoe een platte zeshoekige rastervormige structuur wordt bereikt.

Het apparaat dat wordt gegenereerd, is een kamer voor chemische dampafzetting. Het plasma is violet van kleur en het is een gas dat op hoge temperatuur was en dat de deeltjes bevat die zullen worden afgezet en geconsolideerd in het materiaal dat wordt vervaardigd. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat de laag booratomen niet helemaal regelmatig is, omdat sommige atomen bindingen gaan aangaan met de andere 6 atomen die het element heeft. De meesten van hen brengen alleen bindingen tot stand met 4-5 extra atomen. Hierdoor ontstaan ​​talloze gaten in de structuur die niet alleen schadelijk zijn, maar ook verantwoordelijk zijn voor enkele van de fysisch-chemische eigenschappen die borofeen als geheel heeft.

Verwachtingen van borofeenmateriaal

Gezien de belangrijkste kenmerken die we hebben besproken over borofeen, zijn er bepaalde verwachtingen zowel bij het publiek als bij de wetenschappelijke gemeenschap. Twee van de kenmerken die verklaren waarom grafeen zoveel verwachtingen heeft gewekt, zijn de extreme hardheid van het materiaal en de hoge flexibiliteit. Het normaalste is dat een element dat zeer resistent is en lang meegaat, minder flexibel is.. Het is daarom verrassend dat alle wetenschappers die betrokken zijn bij het maken van borofeen, hebben bevestigd dat het materiaal flexibeler en harder is dan grafeen.

Wetenschappers beweren dat dit materiaal een hogere hardheid heeft dan diamant. Bovendien is het een uitstekende geleider van elektriciteit omdat het een hoge warmtegeleidingsindex heeft. Deze index is verantwoordelijk voor het meten van de capaciteit die het heeft om energie in de vorm van warmte te transporteren. Een ander kenmerk waarvoor het zoveel verwachting wekt, is dat het erg licht is en zich onder de juiste druk- en temperatuuromstandigheden gedraagt ​​als een supergeleider. Het heeft een grote capaciteit om waterstofatomen op te vangen en kan als reagens in een chemische reactie werken. Al deze eigenschappen maken borophene, een van de meest interessante materialen op aarde, onlangs ontdekt.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over borophen en zijn kenmerken.