Unul dintre materialele utilizate în tehnologia modernă este borofen. Cu mai mult de două decenii în urmă, un grup de fizicieni și-au putut prezice existența, deoarece au folosit diferite simulări pe computer care descriau modul în care atomii de bor se puteau lega împreună pentru a forma un strat mai subțire dintr-un material care avea doar un atom de grosime. Acest material are numeroase aplicații în domeniul tehnologic și odată cu dezvoltarea de fiecare dată se pot obține rezultate mai bune.
În acest articol vă vom spune despre toate caracteristicile și utilizările borofenului.
caracteristici cheie
Când a fost descoperit borofenul, tehnologia nu a făcut posibilă fabricarea unui material care avea caracteristici atât de fine precum astăzi. Așteptările grupurilor științifice care lucrează la aceste cristale de borofen sunt destul de mari, deoarece are aplicații nesfârșite în domenii atractive. Găsim aplicații în superconductivitate și fabricarea bateriilor, printre alții. Deși în acest lucru pe care îl număr, pare să fie mai mult decât Grafenul, promite borofen.
Borul este elementul chimic utilizat pentru fabricarea acestui material. Este un semiconductor care permite să conducă electricitatea electrică sau să acționeze ca un izolator în funcție de presiune, temperatură, radiații sau alte condiții. Fiind un semi-metal, are proprietăți caracteristice ale acelor elemente care sunt metale și ale celor care nu sunt metale.
Crusta terestră a planetei noastre conține puțin bor. Poate fi extras din roci precum borax sau colemanit. Aceste roci se formează în mod natural datorită evaporării apei bogate în săruri din unele lacuri. Aceste lacuri sunt supuse temperaturilor ridicate și sunt situate în zone deșertice, al căror climat este complet arid. Borul dizolvat poate fi găsit și în mare datorită precipitării particulelor care sunt suspendate în atmosferă.
Pentru a putea realiza o foaie de borofen atomii trebuie să fie legați împreună astfel încât să formeze un singur strat care are un singur atom gros. Acestea sunt una dintre caracteristicile care îl fac diferit de alte materiale. Aceasta înseamnă că, pur și simplu, este necesar să puteți lega toți acești atomi într-un mod care să genereze un singur strat de atomi. Realizarea acestui lucru nu este ușoară. Această dificultate explică în mare măsură timpul care a trecut de când materialul pe care îl cunoaștem sub numele de borofen a fost descoperit până când oamenii de știință și-au fabricat cu succes laboratoarele. Pentru a fabrica acest material, s-au efectuat diverse simulări folosind calculatoare pentru a putea estima care sunt variabilele necesare de care acest material avea nevoie pentru a putea lega într-un singur strat de atomi.
Fabricarea borofenului
Pentru a face borofen, a fost utilizată o procedură foarte similară, care este utilizată pentru a produce diamant sintetic. Această procedură este cunoscut sub numele de depunere chimică de vapori. Este interesant de știut că acest proces de depunere chimică a vaporilor constă în realizarea faptului că un gaz care a fost la o temperatură ridicată și care conține atomi de bor se poate condensa pe o suprafață foarte omogenă. Această suprafață trebuie să fie compusă din argint pur. Argintul pur trebuie să fie la o temperatură mult mai mică decât cea a gazului, astfel încât să se poată condensa și cristaliza pe el. Acesta este modul în care reușește să adopte o formă unică în care este compus dintr-un strat de atomi.
Alegerea de a folosi argint pur nu este la fel de întâmplătoare. Se știe că acești atomi dobândesc o structură și o textură cristalină destul de uniformă. Având o structură de suprafață foarte uniformă, poate forța atomii de bor să adopte o configurație similară cu această suprafață. Când gazul intră în contact cu suprafața argintului pur, acesta se află la o temperatură mult mai scăzută gazul reușește să cristalizeze cu o structură similară. Astfel se realizează o structură plană hexagonală în formă de rețea.
Dispozitivul generat este o cameră de depunere chimică a vaporilor. Plasma este de culoare violetă și este un gaz care a fost la o temperatură ridicată și care conține particulele care urmează să fie depozitate și consolidate în materialul care este fabricat. Totuși, trebuie luat în considerare faptul că stratul de atomi de bor nu este complet regulat deoarece unii atomi ajung să stabilească legături cu ceilalți 6 atomi pe care îi are elementul. Majoritatea dintre ei stabilesc doar legături cu încă 4-5 atomi. Acest lucru determină generarea de numeroase găuri în structură care nu numai că sunt dăunătoare, dar sunt, de asemenea, responsabile de unele dintre proprietățile fizico-chimice pe care le are borofenul în ansamblu.
Așteptări materiale borofene
Având în vedere principalele caracteristici pe care le-am discutat despre borofen, există anumite așteptări atât de către public, cât și de către comunitatea științifică. Două dintre caracteristicile care explică de ce grafenul a generat atât de multă așteptare se datorează durității extreme a materialului și flexibilității sale ridicate. Cel mai normal este că un element foarte rezistent și durabil are mai puțină flexibilitate. Prin urmare, este surprinzător faptul că toți oamenii de știință implicați în crearea borofenului au confirmat că materialul este mai flexibil și mai dur decât grafenul.
Oamenii de știință susțin că acest material este mai dur decât diamantul. În plus, este un excelent conductor de electricitate deoarece are un indice ridicat de conductivitate la căldură. Acest indice este responsabil pentru măsurarea capacității de transportare a energiei sub formă de căldură. O altă caracteristică pentru care generează atât de multă așteptare este că este foarte ușoară și în condițiile potrivite de presiune și temperatură se comportă ca un superconductor. Are o mare capacitate de captare a atomilor de hidrogen și poate acționa într-o reacție chimică ca reactiv. Toate aceste proprietăți fac borofenul unul dintre cele mai interesante materiale de pe planetă descoperit recent.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre borofen și caracteristicile sale.