Одним из материалов, используемых в современной технике, является борофен. Более двух десятилетий назад группа физиков могла предсказать его существование, поскольку они использовали различные компьютерные модели, описывающие, как атомы бора могут связываться друг с другом, образуя более тонкий слой материала, который имеет толщину всего один атом. Этот материал находит множество применений в области технологий, и с каждым разом можно получить лучшие результаты.
В этой статье мы расскажем вам обо всех характеристиках и использовании борофена.
Características principales
Когда был открыт борофен, технологии не позволили создать материал с такими прекрасными характеристиками, как сегодня. Ожидания научных групп, работающих над этими кристаллами борофена, довольно высоки, поскольку они имеют бесконечное количество применений в привлекательных областях. Мы находим применение в сверхпроводимости и производстве батарей, среди прочего. Хотя в том, на что я рассчитываю, кажется, более чем графена, борофен обещает.
Бор - химический элемент, используемый для производства этого материала. Это полупроводник, который позволяет проводить электричество или действовать как изолятор в зависимости от давления, температуры, излучения или других условий. Будучи полуметаллом, он имеет характерные свойства элементов, являющихся металлами, и элементов, не являющихся металлами.
Земная кора нашей планеты содержит мало бора. Его можно добывать из таких горных пород, как бура или колеманит. Эти породы образуются естественным путем из-за испарения воды, богатой солями, из некоторых озер. Эти озера подвержены высоким температурам и расположены в пустынных районах с полностью засушливым климатом. Растворенный бор также можно найти в море из-за осаждения частиц, взвешенных в атмосфере.
Уметь делать лист борофена атомы должны быть связаны вместе так, чтобы они образовали единый слой толщиной в один атом. Это одна из характеристик, которые отличают его от других материалов. Это означает, что просто необходимо иметь возможность связать все эти атомы таким образом, чтобы образовался единый слой атомов. Достичь этого непросто. Эта трудность в значительной степени объясняет время, прошедшее с момента открытия материала, известного нам как борофен, до тех пор, пока ученые не создали свои лаборатории. Чтобы изготовить этот материал, с помощью компьютеров были проведены различные симуляции, чтобы можно было оценить, какие переменные необходимы этому материалу, чтобы иметь возможность связывать в одном слое атомов.
Производство борофена
Для производства борофена использовалась очень похожая процедура, которая используется для производства синтетического алмаза. Эта процедура Это известно как химическое осаждение из паровой фазы.. Интересно знать, что этот процесс химического осаждения из паровой фазы заключается в достижении того, чтобы газ, имеющий высокую температуру и содержащий атомы бора, мог конденсироваться на очень однородной поверхности. Эта поверхность должна состоять из чистого серебра. Чистое серебро должно иметь температуру намного ниже, чем у газа, чтобы оно могло конденсироваться и кристаллизоваться на нем. Так ему удается принять уникальную форму, в которой он состоит из слоя атомов.
Выбор использования чистого серебра не является случайным. Известно, что эти атомы приобретают довольно однородную кристаллическую структуру и текстуру. Имея очень однородную структуру поверхности, он может заставить атомы бора принять конфигурацию, аналогичную этой поверхности. Когда газ входит в контакт с поверхностью чистого серебра, он имеет гораздо более низкую температуру. газу удается кристаллизоваться с аналогичной структурой. Так получается плоская шестиугольная сетчатая структура.
Создаваемое устройство представляет собой камеру химического осаждения из паровой фазы. Плазма фиолетового цвета, это газ с высокой температурой, содержащий частицы, которые будут осаждаться и консолидироваться в производимом материале. Однако следует учитывать, что слой атомов бора не является полностью регулярным, потому что некоторые атомы устанавливают связи с другими 6 атомами, которые есть у элемента. Большинство из них устанавливает связи только с 4-5 атомами. Это вызывает образование многочисленных дыр в структуре, которые не только вредны, но также ответственны за некоторые физико-химические свойства борофена в целом.
Ожидания от борофена
Учитывая основные характеристики, которые мы обсуждали в отношении борофена, есть определенные ожидания как со стороны общественности, так и со стороны научного сообщества. Две характеристики, объясняющие, почему графен вызвал столько ожиданий, - это чрезвычайная твердость материала и его высокая гибкость. Самым нормальным является то, что элемент, который очень прочен и долговечен, имеет меньшую гибкость.. Поэтому удивительно, что все ученые, участвовавшие в создании борофена, подтвердили, что этот материал более гибкий и твердый, чем графен.
Ученые утверждают, что этот материал тверже алмаза. Кроме того, он является отличным проводником электричества, так как имеет высокий индекс теплопроводности. Этот индекс отвечает за измерение способности переносить энергию в виде тепла. Еще одна характеристика, от которой так ожидают, - это то, что он очень легкий и при правильных условиях давления и температуры ведет себя как сверхпроводник. Он обладает большой способностью захватывать атомы водорода и может действовать в химической реакции как реагент. Все эти свойства делают борофен - один из самых интересных недавно обнаруженных материалов на планете.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о борофене и его характеристиках.