Het 2D-materiaal borofeen bestaat uit een enkel element, waardoor het ideaal is voor toepassingen in energie, sensoren en informatieopslag, volgens een nieuwe recensie die recente experimentele ontwikkelingen samenvat. Krediet: Nano Research Energy, Tsinghua University Press
Boor is misschien elementair, maar het is zeker niet basisch. De 2D-vorm van het element, borofeen genaamd, is enorm veelbelovend voor toepassing in energie, sensoren en informatieopslag, maar volgens een onderzoeksteam van de Nanjing University of Aeronautics and Astronautics is er meer werk nodig.
Ze publiceerden op 9 februari een overzicht van recent werk in materialen op basis van borofeen Nano-onderzoeksenergie.
“Borophene is een rijzende ster mono-elementair 2D-materiaal”, zegt Guoan Tai, professor in het State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures en het Laboratory of Intelligent Nano Materials and Devices van Ministry of Education, College of Aerospace Engineering aan de Nanjing University of Lucht- en ruimtevaart. “Hoewel er veel uitdagingen zijn bij de experimentele synthese van borofeen, heeft het de afgelopen jaren een aantal opwindende experimentele vooruitgang geboekt op het gebied van energie, detectie en informatieopslag.”
Volgens Tai wordt voorspeld dat borofeen verschillende unieke fysische en chemische eigenschappen heeft, maar er is onvoldoende onderzoek gedaan om deze kenmerken experimenteel te verifiëren. De voorspelde eigenschappen omvatten mechanische compliantie, optische transparantie, ultrahoge thermische geleidbaarheid, supergeleiding en meer.
“Hoewel borofeen voortdurende doorbraken in theorieën en experimenten heeft gerealiseerd, begon het gerelateerde onderzoek relatief laat vanwege de complexiteit van de structuur,” zei Tai, erop wijzend dat stabiele 2D-boorplaten voor het eerst werden gerapporteerd in 1997. Stabielere versies werden getheoretiseerd en experimenteel gerealiseerd. in de decennia daarna. “Vergeleken met theoretische werken over borofeen, zijn de synthese-experimenten lange tijd achtergebleven. In 2015 rapporteerde onze groep voor het eerst de kristallijne en stabiele monolaag-boorplaten.”
De onderzoekers ontdekten dat de borofeenvellen halfgeleidereigenschappen vertoonden. Extra werk door verschillende groepen bracht het materiaal – en de gewenste eigenschappen – verder, maar er blijven problemen en uitdagingen bestaan, zei Tai.
“Hoewel er de afgelopen jaren een reeks doorbraken is gemaakt in de experimentele synthese van materialen op basis van borofeen, is het nog steeds moeilijk om stabiele materialen op basis van borofeen te verkrijgen met een groot oppervlak, een enkel kristal en een regelbare dikte”, legt Tai uit. wenselijke eigenschappen omdat ze het gemakkelijker maken om theoretische eigenschappen experimenteel te onderzoeken.
Naast het verbeteren van de kwaliteit van materialen op basis van borofeen, raden de onderzoekers aan inspanningen te leveren om studies te bevorderen die gericht zijn op het optimaliseren van de prestaties van het materiaal in energietoepassingen, evenals voor apparaatintegratie en potentiële systeemontwikkeling.
“Er zijn weinig beoordelingen die de experimentele ontwikkelingen van op borofeen gebaseerde materialen voor toepassingsgebieden, met name energie, sensoren en informatieopslag, volledig behandelen, ” zei Tai. “Onze hoop is dat door het systematisch samenvatten van de status van op borofeen gebaseerde toepassingen, we niet alleen tot verdere verkenning zullen leiden, maar ook het onderzoek naar borofeen in andere toepassingsgebieden zullen inspireren.”
Meer informatie:
Chuang Hou et al, Op borofeen gebaseerde materialen voor energie, sensoren en toepassingen voor informatieopslag, Nano-onderzoeksenergie (2023). DOI: 10.26599/NRE.2023.9120051
Aangeboden door Tsinghua University Press
