科技日報北京8月26日電 (實(shí)習記者張佳欣)據26日發(fā)表在《自然·材料》雜志上的*新研究，美國西北大學(xué)工程師*創(chuàng )造出一種雙層原子厚度的硼烯，打破了硼在單原子層限制之外形成非平面團簇的自然趨勢。

　　硼烯是一種單原子厚的硼薄片，是由硼原子構成的單原子層厚的二維材料，比石墨烯更強、更輕、更柔韌，被科學(xué)界寄予厚望，或將成為繼石墨烯之后又一種“神奇納米材料”，有望給電池、電子產(chǎn)品、傳感器、太陽(yáng)能電池和量子計算帶來(lái)革命性的變化。

　　然而，單原子層硼烯的合成是具有挑戰性的。石墨烯可以使用像透明膠帶這樣簡(jiǎn)單的東西從固有的層狀石墨中剝離，而硼烯不能僅從塊狀硼中剝離，取而代之的是，要獲得硼烯通常需要制備生長(cháng)，因此需要襯底作為載體或者支撐。

　　5年前，來(lái)自同一研究團隊的科學(xué)家們*創(chuàng )造了只有單原子厚度的硼烯。理論研究預測認為，制備雙層硼烯是可能的，但這項研究的聯(lián)合*作者、西北大學(xué)的馬克·赫薩姆說(shuō)：“理論很少告訴你實(shí)現這種新結構所需的綜合條件。”

　　如果生長(cháng)單層硼烯都很困難，那么生長(cháng)多層原子平面結構的硼烯似乎是不可能的。由于塊狀硼不像石墨那樣是層狀的，超出單原子層的生長(cháng)會(huì )導致形成團簇，而不是平面結構。研究人員稱(chēng)，試圖生長(cháng)多層硼烯的關(guān)鍵就在于找到阻止團簇形成的生長(cháng)條件。

　　研究團隊發(fā)現，正確條件的關(guān)鍵是用來(lái)生長(cháng)硼烯的襯底。在這項研究中，研究人員在平面的銀質(zhì)襯底上培養了硼烯。當暴露在非常高的溫度下時(shí)，銀會(huì )在原子級臺階結構之間形成異常平坦的“梯田”。

　　當在這些巨大而平坦的“梯田”上“種植”硼烯時(shí)，研究人員看到了第二層的形成。這種雙層材料既保持了硼烯所有理想的電子性能，又存在新的優(yōu)點(diǎn)。例如，這種材料由兩層原子層厚的薄片黏合在一起，中間有空間，可用來(lái)儲存能量或化學(xué)物質(zhì)。

　　“有理論預測，雙層硼烯是一種很有前途的電池材料。”赫薩姆說(shuō)，“層與層之間的空間提供了容納鋰離子的地方。”

　　研究團隊希望繼續生長(cháng)更厚的硼烯，或者創(chuàng )造出具有不同原子幾何結構的雙層硼烯。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　2004年“新材料之王”石墨烯問(wèn)世，風(fēng)靡了科學(xué)與工程界，人們自此開(kāi)始不斷地去嘗試設計新型二維材料，但目前只有硼烯存在與石墨烯一樣的純平面結構。在進(jìn)一步探索中，硼烯展現出了集堅、柔、韌于一體的優(yōu)異性能，如今雙層硼烯的制備成功，更將進(jìn)一步佐證其在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱傳輸等領(lǐng)域的全面開(kāi)花的能力。雖然在近期實(shí)現非常大的突破應用還不太可能，但它無(wú)疑代表著(zhù)未來(lái)新材料的一個(gè)重要發(fā)展方向。

本文轉載自中國新聞網(wǎng)，內容均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，內容版權歸屬原作者及站點(diǎn)所有，如有對您造成影響，請及時(shí)聯(lián)系我們予以刪除！