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Borofene

  |   Chimica, Chimica Generale

Il borofene è un materiale bidimensionale con grandi potenzialità costituito da una struttura bidimensionale di boro

Il grafene, costituito da un singolo strato di grafite, è stato il primo materiale con struttura bidimensionale. Esso è stato considerato fin dalla sua scoperta avvenuta nel 2004 uno dei materiali più promettenti per la sua grande versatilità in molte e svariate applicazioni tecnologiche. Il grafene  mostra resistenza e rigidità superiore a quella dell’acciaio e una capacità di conduzione elettronica a temperatura ambiente più veloce di qualsiasi altra sostanza.

Materiali bidimensionali

Il monostrato atomico di grafene può essere considerato come la struttura di base di altre forme allotropiche del carbonio.

Mentre il boro nella sua forma tridimensionale è un non metallo che viene usato quale dopante di tipo p nei semiconduttori quando ha una struttura bidimensionale mostra proprietà metalliche.

Analogamente al carbonio che presenta diverse forme allotropiche che vanno dalla grafite al diamante, il boro che si trova nello stesso Periodo del carbonio ed è ad esso adiacente presenta anch’esso forme allotropiche.

La similitudine tra i due elementi, tuttavia, non va oltre. Infatti  il grafene non è altro che un singolo strato di grafite da cui può essere ottenuto per esfoliazione meccanica.  Il borofene è ottenuto vaporizzando il boro tramite un fascio elettronico e poi facendolo condensare su una pellicola sottile di argento utilizzando la tecnica della deposizione fisica da vapore (PVD)

Proprietà

Il materiale ottenuto non ha una superficie liscia e uniforme come avviene per il grafene ma ha una struttura simile a un cartone ondulato. Ciò  dipende dal modo in cui gli atomi di boro sono legati tra loro.

La presenza di queste creste provoca il fenomeno dell’anisotropia pertanto le proprietà meccaniche e elettroniche come la conduttività elettrica sono dipendenti dalla direzione e quindi, ad esempio, gli elettroni possono muoversi in una direzione più facilmente che in un’altra.

Inoltre da calcoli teorici i ricercatori hanno ipotizzato che il borofene potrebbe presentare una resistenza alla trazione maggiore di qualunque materiale ad oggi conosciuto.

Il borofene tuttavia si ossida in poco tempo ma questa caratteristica potrebbe rivelarsi vantaggiosa. La  reattività del borofene  infatti potrebbe essere sfruttata per modificarlo con altri gruppi chimici o inserito tra altri materiali al fine di variarne le proprietà.

Esso avrebbe densità elettronica maggiore rispetto al grafene e quindi se opportunamente raffreddato potrebbe agire la superconduttore.

Il borofene inoltre costituisce il battistrada per studi sul comportamento dell’alluminio che appartiene allo stesso Gruppo della Tavola Periodica. Secondo studi teorici anche l’alluminio potrebbe formare strutture di alluminene bidimensionali che avrebbe proprietà da oscurare quelle del grafene e del borofene.

 

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