Çin’deki Şiamen Üniversitesi’nde yapılan bir araştırma, bor mineralinden üretilen borofen materyalinin; süper hızlı kuantum bilgisayarlardan pillere, transistörlerden dokunmatik ekranlara kadar birçok kullanım alanında “grafen”in yerini alacak bir malzeme olabileceğine işaret ediyor.
Borofen nedir?
Borofen, bor madeninin kristalin bir atomik tek tabakasıdır, yani borun iki boyutlu bir allotropudur ve aynı zamanda bor tabakası olarak da bilinir. İlk olarak 1990’ların ortalarında teoriyle öngörüldüğü 2015 yılında farklı borofen yapıları deneysel olarak doğrulandı.
Uzmanlar, borofenin, ısıyı ve elektriği en iyi ileten malzeme olarak kabul edilen ve çelikten 200 kat daha güçlü olan grafenden daha güçlü ve esnek olduğunu söylüyor.
Teknoloji üretiminde ‘grafen’in yerini alacak
MIT Technology Rewiew adlı bilim sitesi, borofenle ilgili araştırmayı “Üzgünüz grafen- Herkesi heyecanlandıran yeni mucizevi malzeme borofen” başlığıyla duyurdu.
Haberde özetle şöyle deniliyor:
Kısa bir süre öncesine kadar grafen en yeni mucizevi malzeme olarak kabul ediliyordu. Süper güçlü, atom kalınlığındaki bu karbon “kümes teli”, borular, toplar ve çeşitli ilginç şekiller oluşturabiliyor. Malzeme mühendisleri, elektriği iletebildiği için grafen tabanlı bilgisayar işlemciliği ve grafen çip endüstrisi çağının başlayabileceğinden söz ediyordu. Avrupa Birliği, grafen endüstrisi için bir milyar Euro’luk kaynak tahsis etti.
Bu cesur, grafen tabanlı dünya henüz yaşama geçmedi ancak diğer iki boyutlu malzemelerle ilgili yeni bir arayış başlattı. Ve bunlar arasında en heyecan verici malzeme; kristal benzeri yapılar oluşturabilen tek katmanlı bor atomları oldu.
Borofen neden bu kadar önem kazandı?
Borofenin bu kadar heyecan yaratmasının nedeni, olağanüstü geniş bir uygulama alanı için uygun olması. Elektro-kimyacılar, borofenin daha güçlü lityum-iyon pillerde anot malzeme olabileceğini düşünüyor. Kimyacılar, borofenin katalitik kabiliyetlerinden büyülenmiş durumda. Ve fizikçiler de borofenin farklı atom ve molekülleri algılama kapasitesini test ediyor.
Barofen, grafenden daha güçlü ve esnek
Borofenin çok eski olmayan bir geçmişi var. Fizikçiler, bu malzemenin varlığını 1990’larda bor atomlarının nasıl tek boyutlu bir tabaka oluşturabileceğini gösteren bilgisayar simülasyonlarıyla keşfetti.
Bu malzeme 2015’teki kimyasal buhar çökeltme deneylerine kadar sentezlenmedi. Bu deneyde sıcak gaz halindeki bor atomları saf gümüşün serin yüzeyinde yoğunlaştırılıyor. Gümüş atomlarının dizilimi, bor atomlarını benzer bir kalıba girmeye zorluyor ve her bir atom altı kadar atoma bağlanarak düz bir altıgen yapı oluşturuyor.
Ancak bor atomlarının önemli bir bölümü sadece dört ya da beş atoma bağlanıyor ve bu da yapıda bir boşluğa neden oluyor. Borofen kristallerini bu boşluk desenleri özel kılıyor.
Bu sentezden beri kimyacılar, borofenin kimyasal içeriklerini tanımlamaya çalışıyordu. Bunun sonunda borofenin, grafenden daha güçlü ve daha esnek olduğu görüldü.
Borofen, elektriği ve ısıyı iletebilmesinin yanında bir süper-iletken.
Borofen aynı zamanda hafif ve oldukça reaktif. Bu da borofeni bataryalarda metal iyonları depolamak için ideal bir aday haline getiriyor.
Kaynak:
- MIT Technology Review – Sorry, graphene—borophene is the new wonder material that’s got everyone excited. (Nisan, 2019)
- Review of borophene and its potential applications. Zhi-Qiang Wang, Tie-Yu Lü, Hui-Qiong Wang, Yuan Ping Feng, Jin-Cheng Zheng. (Nisan, 2019)
