Onderzoekers van de Northwestern University hebben, Voor de eerste keer, creëerde borofaan - atomair dun boor dat stabiel is bij standaardtemperaturen en luchtdrukken.

Onderzoekers zijn al lang enthousiast over de belofte van borofeen - een plaat van één atoom dik boor - vanwege zijn sterkte, flexibiliteit en elektronische eigenschappen. sterker, lichter en flexibeler dan grafeen, borofeen zou mogelijk een revolutie teweeg kunnen brengen in batterijen, elektronica, sensoren, fotovoltaïsche energie en kwantumcomputers.

Helaas, borofeen bestaat alleen in een ultrahoge vacuümkamer, het praktische gebruik buiten het laboratorium te beperken. Door borofeen te binden met atomaire waterstof, het Northwestern-team creëerde borofaan, dat dezelfde opwindende eigenschappen heeft als borofeen en stabiel is buiten een vacuüm.

"Het probleem is dat als je borofeen uit het ultrahoge vacuüm en in de lucht haalt, het oxideert onmiddellijk, " zei Mark C. Hersam, die het onderzoek leidde. "Als het eenmaal oxideert, het is niet langer borofeen en is niet langer geleidend. Het veld zal gehinderd blijven worden bij het verkennen van het gebruik in de echte wereld, tenzij borofeen stabiel kan worden gemaakt buiten een ultrahoge vacuümkamer."

Het onderzoek wordt op 12 maart gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en vermeld op de omslag ("Synthese van borofaanpolymorfen door hydrogenering van borofeen"). De studie markeert de eerste keer dat wetenschappers de synthese van borofaan rapporteren.

Hersam is de Walter P. Murphy Professor of Materials Science and Engineering aan de McCormick School of Engineering van Northwestern en directeur van het Materials Research Science and Engineering Center.

Hoewel borofeen vaak wordt vergeleken met zijn supermateriële voorganger grafeen, borofeen is veel moeilijker te maken. Grafeen is de atomair dunne versie van grafiet, een gelaagd materiaal dat stapels tweedimensionale vellen omvat. Om een ​​tweedimensionale laag van grafiet te verwijderen, wetenschappers pellen het er gewoon af.

boor, anderzijds, is niet gelaagd in bulkvorm. Vijf jaar geleden, Hersam en medewerkers creëerden voor het eerst borofeen door het rechtstreeks op een substraat te laten groeien. Het resulterende materiaal, echter, was zeer reactief, waardoor het kwetsbaar is voor oxidatie.

"De booratomen in borofeen zijn zeer gevoelig voor verdere chemische reacties, "Zei Hersam. "We ontdekten dat als de booratomen eenmaal gebonden zijn aan waterstof, ze zullen niet meer reageren met zuurstof in open lucht."

Nu dat borofaan naar de echte wereld kan worden gebracht, Hersam zei dat onderzoekers de eigenschappen en mogelijke toepassingen van borofaan sneller kunnen onderzoeken.

"Materiaalsynthese is een beetje zoals bakken, "Zei Hersam. "Als je het recept eenmaal kent, het is niet moeilijk te repliceren. Echter, als je recept er een beetje naast zit, dan kan het eindproduct vreselijk floppen. Door het optimale recept voor borofaan met de wereld te delen, we verwachten dat het gebruik ervan snel zal toenemen."