美國能源部阿貢國家實驗室、西北大學和紐約州立大學石溪分校的科學家首次創(chuàng)造出二維的硼，這種材料只有單個原子厚度，被稱為“硼墨烯”。相關研究發(fā)表在18日出版的《科學》雜志上。
科學家一直感興趣這種單層二維材料的獨特屬性，特別是其電子性質(zhì)。硼墨烯是一種不同尋常的材料，因為它在納米尺度表現(xiàn)出很多金屬特性，而三維硼或者散狀硼都只是非金屬半導體。因為硼墨烯同時具有金屬性和原子厚度，從電子產(chǎn)品到光伏發(fā)電都具有廣泛的應用可能性。
與其在元素周期表上的“鄰居”碳元素相似，硼也經(jīng)常以不同的“面孔”示人，被稱為“同位異形體”。石墨由很多二維層堆疊而成，可以被整層“撕開”，但對于二維硼墨烯而言，則不具備這樣的屬性。領導這項研究的納米科學家南森·郭爾辛格說：“硼墨烯非常有趣，它不同于先前的二維材料，不會自然出現(xiàn)。”
雖然已明確有16種硼元素的同位異形體，但此前科學家從未制作出整張的單層硼墨烯。研究人員稱，這是一種令人興奮的、尚待發(fā)現(xiàn)和探索的全新材料。
硼在納米尺度的原子配置不同尋常。當其他二維材料看起來很光滑的時候，硼墨烯看起來卻像瓦楞紙板，具體取決于其原子之間如何結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)決定了其導電屬性具有方向性，這在其他二維材料中很罕見。此外，基于對該材料的理論預測，它還很可能有較高的拉伸強度。
需要指出的是，發(fā)現(xiàn)和合成硼墨烯實際上借助了計算機模擬仿真工具。
“烯”字輩新材料近年來很火很熱鬧。自從單原子厚度二維石墨烯成為學界“新寵”，后續(xù)產(chǎn)業(yè)界跟進，好消息層出不窮，但時至今日，還沒形成顛覆性的拳頭產(chǎn)品。今年，硅烯作為石墨烯的“勁敵”狠抓了抓大家的眼球，然而，艱難的制備工藝使其尚未形成真正的威脅?，F(xiàn)在，單原子厚度的硼墨烯橫空出世且表現(xiàn)不俗，雖然剛剛開啟二維硼的世界，但同樣值得寄予厚望。若“三烯”能并駕齊驅(qū)，受益的一定是普羅大眾。