Sciencemag.cz
Doporučujeme
Borofen, tedy atomární vrstva bóru, by oproti grafenu mohl nabízet některé výhodnější vlastnosti, je např. lehčí, pružnější a pevnější. Jenže až dosud využití tohoto 2D materiálu zásadně omezovala jeho nestabilita – vyžadoval ultravysoké vakuum, protože na vzduchu dochází k okamžité oxidaci. Výsledný materiál pak již např. není elektricky vodivý a ztrácí i další zajímavé vlastnosti.
Na Northwestern University (hlavní autor studie Mark C. Hersam) nyní vytvořili modifikovaný borofen zvaný borofan (borophane), který by měl být stabilní za běžných teplot a tlaků a v atmosféře obsahující kyslík (prozatím prokázána stabilita v řádu dnů). Jinak by vlastnosti obou látek měly být přibližně shodné, borofan by měl být elektricky vodivý a obecně mít kovový charakter. Borofan vzniká z borofenu připojením atomů vodíku, což lze realizovat přímou hydrogenací ve vakuu.
Předpokládá se, že borofen/borofan by mohl najít obdobné uplatnění jako jiné 2D materiály (elektronika, senzory, fotovoltaika, ale i třeba baterie nebo kvantové počítače, mohlo by jít o základ vysokoteplotních supravodičů atd.). Problémem ještě zůstává nějaká efektivní výroba borofenu/borofanu, zde nefunguje žádné „odlepování“, zatím jediným účinnějším postupem je přímá syntéza borofenu na substrátu (stříbro). Existují i jiné postupy, ale zde obvykle vznikají jen mikroskopické vločky, které je pak pro řadu dalších aplikací třeba složitě spojovat…
Viz také: Nadějná kombinace: borofen a stříbro
Struktura borofanu (viz obrázek) vypadá pravidelně, střídají se zde podobně jako u borofenu „plné“ a „prázdné“ šestiúhelníky atomů bóru (grafen je tvořen pouze „prázdnými“ šestiúhelníky). U plných je atom vodíku nad centrálním atomem, dále se nachází i nad vazbami mezi šestiúhelníky (poznámka: tj. na rozdíl třeba od oxidu grafenu by bofofan měl mít „konstantní“ chemický vzorec?).
Teplem lze v případě potřeby borofan přeměnit zase na borofen.
„Synthesis of borophane polymorphs through hydrogenation of borophene“ Science (2021).
DOI: 10.1126 / science.abg1874
https://science.sciencemag.org/content/371/6534/1143
Zdroj: Northwestern University / Phys.org, Science a další
