Modern teknolojide kullanılan malzemelerden biri borofen. Yirmi yıldan fazla bir süre önce, bir grup fizikçi bor atomlarının yalnızca bir atom kalınlığına sahip daha ince bir malzeme tabakası oluşturmak için nasıl birbirine bağlanabileceğini açıklayan çeşitli bilgisayar simülasyonları kullandıklarından, varlığını tahmin edebiliyorlardı. Bu malzemenin teknolojik alanda çok sayıda uygulaması vardır ve her defasında geliştirilmesiyle daha iyi sonuçlar elde edilebilir.
Bu yazıda size borofenin tüm özelliklerini ve kullanımlarını anlatacağız.
temel özellikleri
Borofen keşfedildiğinde, teknoloji bugün olduğu kadar ince özelliklere sahip bir malzemenin üretilmesini mümkün kılmadı. Bu borofen kristalleri üzerinde çalışan bilim gruplarının beklentileri, cazip alanlarda sonsuz uygulamaları olduğu için oldukça yüksektir. Süper iletkenlik ve pil üretiminde uygulamalar buluyoruz, diğerleri arasında. Bunda saymama rağmen, daha fazlası gibi görünüyor grafinborofen vaat ediyor.
Bor, bu malzemeyi yapmak için kullanılan kimyasal elementtir. Basınca, sıcaklığa, radyasyona veya diğer koşullara bağlı olarak elektriksel elektriğin iletilmesine izin veren veya yalıtkan görevi gören bir yarı iletkendir. Yarı metal olduğundan, metal olan ve metal olmayan elementlerin karakteristik özelliklerine sahiptir.
Gezegenimizin yerkabuğu az miktarda bor içerir. Boraks veya kolemanit gibi kayalardan çıkarılabilir. Bu kayaçlar, bazı göllerden tuz bakımından zengin olan suyun buharlaşması nedeniyle doğal olarak oluşmuştur. Bu göller yüksek sıcaklıklara maruz kalır ve iklimi tamamen kurak olan çöl bölgelerinde bulunur. Atmosferde asılı kalan parçacıkların çökelmesi nedeniyle denizde de çözünmüş bor bulunabilir.
Borofen levha yapabilme atomların tek bir atom kalınlığında tek bir katman oluşturmaları için birbirine bağlanması gerekir. Bunlar onu diğer malzemelerden farklı kılan özelliklerden biridir. Bu, basitçe, tüm bu atomları tek bir atom tabakası oluşturacak şekilde birbirine bağlayabilmenin gerekli olduğu anlamına gelir. Bunu başarmak kolay değil. Bu zorluk, büyük ölçüde, borofen olarak bildiğimiz malzemenin keşfedilmesinden bu yana bilim adamlarının laboratuvarlarını başarılı bir şekilde üretmesine kadar geçen süreyi açıklıyor. Bu malzemeyi üretmek için, bu malzemenin tek bir atom tabakasında bağlanabilmesi için ihtiyaç duyduğu gerekli değişkenlerin neler olduğunu tahmin edebilmek için bilgisayarlar kullanılarak çeşitli simülasyonlar gerçekleştirildi.
Borofen imalatı
Borofen yapmak için, sentetik elmas üretmek için kullanılan çok benzer bir prosedür kullanılmıştır. Bu prosedür Kimyasal buhar biriktirme olarak bilinir. Bu kimyasal buhar biriktirme işleminin, yüksek sıcaklıkta olan ve bor atomları içeren bir gazın çok homojen bir yüzeyde yoğunlaşmasını sağlamaktan ibaret olduğunu bilmek ilginçtir. Bu yüzey saf gümüşten oluşmalıdır. Saf gümüş, üzerinde yoğunlaşıp kristalleşebilmesi için gazınkinden çok daha düşük bir sıcaklıkta olmalıdır. Bu, bir atom katmanından oluştuğu benzersiz bir formu benimsemeyi bu şekilde başarır.
Saf gümüş kullanma seçimi de aynı derecede rastgele değildir. Bu atomların oldukça homojen bir kristal yapı ve doku kazandıkları bilinmektedir. Çok muntazam bir yüzey yapısına sahip olarak, bor atomlarını bu yüzeye benzer bir konfigürasyon benimsemeye zorlayabilir. Gaz, saf gümüşün yüzeyi ile temas ettiğinde çok daha düşük bir sıcaklıktadır. gaz benzer bir yapı ile kristalleşmeyi başarır. Düz altıgen ızgara şekilli bir yapı bu şekilde elde edilir.
Üretilen cihaz, bir kimyasal buhar biriktirme odasıdır. Plazma menekşe rengindedir ve yüksek sıcaklıkta olan ve üretilmekte olan malzemede biriktirilecek ve pekiştirilecek parçacıkları içeren bir gazdır. Ancak bor atomları katmanının tamamen düzenli olmadığı dikkate alınmalıdır çünkü bazı atomlar elementin sahip olduğu diğer 6 atom ile bağ kurmaya gelirler. Çoğu yalnızca 4-5 atomla bağ kurar. Bu, yapıda yalnızca zararlı değil, aynı zamanda borofenin bir bütün olarak sahip olduğu bazı fizikokimyasal özelliklerden de sorumlu olan çok sayıda deliğin oluşmasına neden olur.
Borofen Malzeme Beklentileri
Borofen hakkında tartıştığımız temel özellikler göz önüne alındığında, hem halk hem de bilim camiası tarafından belirli beklentiler vardır. Grafenin neden bu kadar çok beklenti yarattığını açıklayan özelliklerden ikisi, malzemenin aşırı sertliği ve yüksek esnekliğidir. En normal şey, çok dayanıklı ve uzun ömürlü bir elementin daha az esnekliğe sahip olmasıdır.. Bu nedenle, borofenin yaratılmasına dahil olan tüm bilim adamlarının, malzemenin grafenden daha esnek ve daha sert olduğunu doğrulamaları şaşırtıcıdır.
Bilim adamları bu malzemenin elmastan daha sert olduğunu iddia ediyor. Ayrıca, yüksek ısı iletkenlik indeksine sahip olduğu için mükemmel bir elektrik iletkenidir. Bu indeks, enerjiyi ısı şeklinde taşımak için sahip olduğu kapasiteyi ölçmekten sorumludur. Bu kadar çok beklenti yarattığı özelliklerden bir diğeri de çok hafif olması ve doğru basınç ve sıcaklık koşullarında süperiletken gibi davranmasıdır. Hidrojen atomlarını yakalayabilmek için büyük bir kapasiteye sahiptir ve bir reaktif olarak kimyasal bir reaksiyonda hareket edebilir. Bütün bu özellikler borofen, son zamanlarda keşfedilen gezegendeki en ilginç malzemelerden biri.
Umarım bu bilgilerle borofen ve özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.