解讀新材料之硼墨烯

    “硼墨烯”（Borphene）是美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、西北大學(xué)和紐約州立大學(xué)石溪分校的科學(xué)家首次創(chuàng)造出的具有單層平面原子結(jié)構(gòu)的二維的硼。這是繼石墨烯之后又加入“烯”字家庭的新成員。

    但是何為硼墨烯呢，它與我們熟知的石墨烯又有什么相同和不同之處呢？且聽小編為您解讀：

    神奇的硼墨烯的組成——硼

    硼墨烯是由單層硼原子構(gòu)成的。硼資源豐富，且原子量低、質(zhì)量輕、經(jīng)濟(jì)性好。硼在元素周期表里的位置十分特殊，位于硼元素兩側(cè)的其他元素成鍵方式都與之大為不同，因而硼有著特殊的成鍵能力。硼是一種性質(zhì)介于金屬和非金屬之間的元素，它有三個(gè)最外層電子，因此它最多可以形成三個(gè)化學(xué)鍵，在形成化學(xué)鍵時(shí)具有較強(qiáng)的共價(jià)鍵傾向。

    硼墨烯與硼薄膜

    硼墨烯的結(jié)構(gòu)是36個(gè)硼原子形成三個(gè)相互連接的準(zhǔn)平面環(huán)，在中間留下一個(gè)六邊形的空洞。在這項(xiàng)最新的研究中，科學(xué)家使用物理氣相沉積技術(shù)制造出了硼薄膜。硼首先在超高級(jí)真空下被氣化，氣化后的粒子在真空中轉(zhuǎn)移到銀制靶平面上，沉積成一層薄膜。在獲得的硼墨烯薄膜中，有些薄膜與“硼墨烯”分子結(jié)構(gòu)具有相似的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而與“硼墨烯”不同的是，這些新型薄膜是由若干層這樣的環(huán)狀結(jié)構(gòu)組成，顯示出面外玩去振動(dòng)特征。重要的是，這些薄膜具有類似金屬的電子特性——“電子特性的各向異性”，即它們的電子特性取決于電流流動(dòng)的方向。

    硼墨烯的優(yōu)勢(shì)

    硼墨烯薄膜填補(bǔ)了完全由共價(jià)鍵形成的二維材料（如石墨烯）和只有當(dāng)放置在特定支撐結(jié)構(gòu)上才能保持穩(wěn)定的半金屬薄膜（如硅酮）之間的空白。

    硼墨烯具有堅(jiān)固的共價(jià)鍵，因而它比硅酮更穩(wěn)定。此外，硼墨烯具有與石墨烯相似的機(jī)械性能，并且具有相當(dāng)可觀的硬度。

    硼墨烯薄膜與金屬、半金屬和非金屬三大領(lǐng)域都有所交集，這是其它二維材料都沒有的特性。

    展望硼墨烯

    因?yàn)榕鹉┩瑫r(shí)具有金屬性和原子厚度，因而硼墨烯可能廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品到光伏等領(lǐng)域。不過，未來該材料能否應(yīng)用于商業(yè)中，還要取決于科學(xué)家是否能統(tǒng)一其制造工藝，而不是像現(xiàn)在這樣，生產(chǎn)出各種性質(zhì)不同的版本。那么，具有這些優(yōu)異性能的硼墨烯，在未來能否像石墨烯一樣在不同領(lǐng)域大展身手呢，讓我們拭目以待！

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