Tecnologia Científica

Cientistas estabilizam boro atomicamente fino para uso prático
Mais forte, mais leve e mais flexa­vel do que o grafeno, o borofeno pode revolucionar baterias, eletra´nicos, sensores, energia fotovoltaica e computaa§a£o qua¢ntica.
Por Northwestern University - 11/03/2021


Neste esquema, as bolas verdes representam o boro e as bolas vermelhas são o hidrogaªnio. Crédito: Northwestern University

Os pesquisadores da Northwestern University criaram, pela primeira vez, o borofano - boro atomicamente fino que éesta¡vel em temperaturas e pressaµes de ar padra£o.

Os pesquisadores hámuito se entusiasmam com a promessa do borofeno - uma folha de boro com um a¡tomo de espessura - por causa de sua força, flexibilidade e propriedades eletra´nicas. Mais forte, mais leve e mais flexa­vel do que o grafeno, o borofeno pode revolucionar baterias, eletra´nicos, sensores, energia fotovoltaica e computação qua¢ntica.

Infelizmente, o borofeno são existe dentro de uma ca¢mara de va¡cuo ultra- alto , limitando seu uso prático fora do laboratório. Ao ligar o borofeno ao hidrogaªnio ata´mico, a equipe da Northwestern criou o borofano, que tem as mesmas propriedades estimulantes do borofeno e éesta¡vel fora do va¡cuo.

"O problema éque se vocêtirar o borofeno do va¡cuo ultra-alto e coloca¡-lo no ar, ele oxida imediatamente", disse Mark C. Hersam, que liderou a pesquisa. "Uma vez que se oxida, não émais borofeno e não émais condutor. O campo continuara¡ a ser impedido de explorar seu uso no mundo real, a menos que o borofeno possa se tornar esta¡vel fora de uma ca¢mara de va¡cuo ultra-alto."

A pesquisa serápublicada no dia 12 de mara§o na revista Science e destaque na capa ("Sa­ntese de polimorfos de borofano por meio da hidrogenação de borofeno"). O estudo marca a primeira vez que cientistas relatam a sa­ntese de borofano.

Hersam éo professor Walter P. Murphy de Ciência e Engenharia de Materiais na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern e diretor do Centro de Ciência e Engenharia de Pesquisa de Materiais.

Embora o borofeno seja freqa¼entemente comparado ao grafeno, seu predecessor supermaterial, o borofeno émuito mais difa­cil de criar. O grafeno éa versão atomicamente fina da grafite, um material em camadas que compreende pilhas de folhas bidimensionais. Para remover uma camada bidimensional de grafite, os cientistas simplesmente a descolam.

O boro, por outro lado, não éacamado quando em forma a granel. Ha¡ cinco anos, Hersam e colaboradores criaram o borofeno pela primeira vez, cultivando-o diretamente em um substrato. O material resultante, no entanto, era altamente reativo, tornando-o vulnera¡vel a  oxidação.

"Os a¡tomos de boro no borofeno são altamente suscetíveis a novas reações químicas", disse Hersam. "Descobrimos que, uma vez que os a¡tomos de boro estãoligados ao hidrogaªnio, eles não va£o mais reagir com o oxigaªnio ao ar livre."

Agora que o borofano pode ser levado ao mundo real, Hersam disse que os pesquisadores sera£o capazes de explorar mais rapidamente as propriedades do borofano e suas aplicações potenciais.

"A sa­ntese de materiais éum pouco como assar", disse Hersam. "Depois de saber a receita, não édifa­cil replicar. No entanto, se sua receita estiver um pouco errada, o produto final pode fracassar terrivelmente. Ao compartilhar a receita ideal de borofano com o mundo, prevemos que seu uso serárapidamente proliferar."

 

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