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单原子厚度硼墨烯“出生” 或运用于光伏发电
发布时间:2015/12/29 12:14:49 新闻来源:科技日报

    美国能源部阿贡国家实验室、西北大学和纽约州立大学石溪分校的科学家首次创造出二维的硼,这种材料只有单个原子厚度,被称为“硼墨烯”。相关研究发表在18日出版的《科学》杂志上。

    科学家一直感兴趣这种单层二维材料的独特属性,特别是其电子性质。硼墨烯是一种不同寻常的材料,因为它在纳米尺度表现出很多金属特性,而三维硼或者散状硼都只是非金属半导体。因为硼墨烯同时具有金属性和原子厚度,从电子产品到光伏发电都具有广泛的应用可能性。

    与其在元素周期表上的“邻居”碳元素相似,硼也经常以不同的“面孔”示人,被称为“同位异形体”。石墨由很多二维层堆叠而成,可以被整层“撕开”,但对于二维硼墨烯而言,则不具备这样的属性。领导这项研究的纳米科学家南森·郭尔辛格说:“硼墨烯非常有趣,它不同于先前的二维材料,不会自然出现。”

    虽然已明确有16种硼元素的同位异形体,但此前科学家从未制作出整张的单层硼墨烯。研究人员称,这是一种令人兴奋的、尚待发现和探索的全新材料。

    硼在纳米尺度的原子配置不同寻常。当其他二维材料看起来很光滑的时候,硼墨烯看起来却像瓦楞纸板,具体取决于其原子之间如何结合。这种结构决定了其导电属性具有方向性,这在其他二维材料中很罕见。此外,基于对该材料的理论预测,它还很可能有较高的拉伸强度。

    需要指出的是,发现和合成硼墨烯实际上借助了计算机模拟仿真工具。

    总编辑圈点

    “烯”字辈新材料近年来很火很热闹。自从单原子厚度二维石墨烯成为学界“新宠”,后续产业界跟进,好消息层出不穷,但时至今日,还没形成颠覆性的拳头产品。今年,硅烯作为石墨烯的“劲敌”狠抓了抓大家的眼球,然而,艰难的制备工艺使其尚未形成真正的威胁。现在,单原子厚度的硼墨烯横空出世且表现不俗,虽然刚刚开启二维硼的世界,但同样值得寄予厚望。若“三烯”能并驾齐驱,受益的一定是普罗大众。

 
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