Desde su redescubrimiento y caracterización en 2004, el grafeno ha sido el foco de innumerables esfuerzos de investigación en múltiples campos. Es un material muy versátil que consiste en una red de carbono bidimensional 2D; en otras palabras, comprende una lámina delgadade carbono que tiene un espesor de un átomo. El grafeno no solo es más fuerte que los aceros más fuertes, sino que también tiene una miríada de interesantes características químicas, electrónicas y mecánicas que han dejado a los científicos preguntándose si redes 2D similares de otros materiales podrían tener tanta utilidadpropiedades.
Un nuevo material 2D que se informó recientemente es el borofeno, un análogo del grafeno pero que consiste en átomos de boro en lugar de átomos de carbono. Sin embargo, como cabría esperar para las láminas 2D de cualquier material, la síntesis de borofeno ha resultado ser un desafío.Los investigadores requieren el uso de un sustrato para hacer que el borofeno sea más estable o acoplar el boro con grupos hidroxilo OH-, lo que hace que la estructura no sea atómicamente plana.
En un estudio reciente realizado en el Instituto de Tecnología de Tokio, un equipo de investigación que incluía a Tetsuya Kambe, Akiyoshi Kuzume y Kimihisa Yamamoto logró sintetizar láminas de borofeno oxidado plano atómicamente a través de un método simple basado en solución. Primero, sintetizaron capas apiladas de borofenoóxido a través de un proceso bastante simple usando una sal de borohidruro de potasio KBH 4 .Un análisis de rayos X reveló la estructura del material en capas 2D, en la cual las capas de átomos de boro que forman una red 2D hexagonal con átomos de oxígeno como puentes se intercalaron con capas que contienen átomos de potasio.Luego, el siguiente paso necesario fue encontrar una manera de exfoliar capas atómicamente delgadas de la red de óxido de borofeno.Los investigadores lograron esto colocando el material en dimetilformamida, que es un solvente orgánico de uso común.Se llevaron a cabo varios tipos de mediciones para verificar la estructura de las hojas exfoliadas, incluyendo microscopía electrónica, espectroscopía y microscopía de fuerza atómica.Los resultados confirmaron que el método propuesto fue eficaz para producir las láminas de borofeno oxidado atómicamente planas deseadas.
Finalmente, los investigadores realizaron mediciones de resistividad para analizar las propiedades conductoras de las láminas de borofeno apiladas y encontraron una característica interesante conocida como anisotropía. Esto significa que las láminas exhibieron diferentes tipos de conductividad dependiendo de la dirección del flujo de corriente. El material se comportócomo un semiconductor en la dirección entre planos, mientras que exhibía un comportamiento similar al metal en la dirección en el plano de la red de boro. Los mecanismos detrás de estos dos tipos de conductas conductoras también se aclararon ". Es importante tener en cuenta que nuestrolas láminas de boro se pueden manejar fácilmente en condiciones ambientales ", comenta el Dr. Kambe, indicando que esta investigación pionera podría ser la base para encontrar posibles aplicaciones para el borofeno.
Encontrar métodos fáciles para la síntesis de borofeno y compuestos a base de borofeno es crucial para realizar más investigaciones sobre este interesante material y sus usos potenciales ". Al igual que el grafeno, se espera que el borofeno tenga propiedades únicas, incluidas características mecánicas extraordinarias y un comportamiento metálico quepodría explotarse en una variedad de campos ", afirma el Dr. Kambe. Con suerte, los descubrimientos y desarrollos futuros sobre materiales 2D nos permitirán emplear sus propiedades exóticas y adaptarlas a nuestras necesidades.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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