Русские химики помогли синтезировать аналог графена из бора

28
Источник:   —  18 декабря 2015, 16:30

Расчеты показывают, что бор может образовывать ряд трудных высокомолекулярных структур, сходственных тем, что известны для углерода, включая сферические фуллерены (молекулярная форма углерода - ИФ) и плоский графен.

Интернациональной группе ученых первый раз получилось получить схему, которая может стать основой борофена, перспективного двумерного материала, способного затмить даже графен, пишет N+1. Выводы работы Артема Оганова, Сянфэна Чжоу (Xiang-Feng Zhou) и их коллег из США, России и Китая публикует журнал Science.

Расчеты показывают, что бор может образовывать ряд трудных высокомолекулярных структур, сходственных тем, что известны для углерода, включая сферические фуллерены (молекулярная форма углерода - ИФ) и плоский графен. Кроме этого, ожидается, что двумерная матрица "борофена", сложенная всего одним слоем атомов, будет владеть целым спектром уникальных свойств, недостижимых и графену. Впрочем если фуллерен из сорока атомов бора не так давным-давно был синтезирован, то борофен до сих пор остается предметом активных поисков: простая гексагональная кристаллическая решетка, как у графена, в случае бора будет нестабильна.

Догадка

В 2007 г. йельский физик Сохраб Измаил-Бейги (Sohrab Ismail-Beigi) теоретически показал, что стабилизировать двумерную гексагональную схему из атомов бора можно, оставив на месте некоторых узлов в ней пустые "дырки". В 2014 г. Лайшен Ван (Lai-Sheng Wang) и его сотрудники испробовали получить такую схему, испаряя бор и осаждая его в струе гелия. Им получилось получить стабильные кластеры, состоящие из тридцати шести атомов и во многом напоминающие предсказания Измаил–Бейги. Эти кластеры оказались не слишком плоскими, впрочем ученые предположили, что если удалить из них еще кое какие атомы, то их можно будет объединить в довольно плоский лист.

Синтез

С иной стороны, моделирование, проведенное Артемом Огановым из МФТИ и его коллегой по Институту штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук Сянфэном Чжоу, показало, что плоская структура, которую попытался реализовать Лайшен Ван, все равно окажется нестабильной. Тяготясь к Больше устойчивой форме, она начнет присоединять добавочные атомы и перестанет быть плоской – а значит, не сумеет стать основой двумерного борофена. Впрочем существуют и иные варианты базовой структуры двумерного борофена. Одну из них Оганов и Чжоу теоретически описали в той же работе – а незадолго их коллегам из США получилось и получить её в лаборатории.

Синтез велся в условиях ультраглубокого вакуума, при высокой температуре, применяя способ электронно-лучевого испарения и осаждая бор на инертную подложку из серебра. Полученный материал исследовали с поддержкой сканирующей туннельной микроскопии и дифракции неторопливых электронов, доказав его сходство со структурой борофена, предсказанной Чжоу и Огановым – в том числе и его не вовсе плоскую, гофрированную» поверхность. "Изредка экспериментаторы синтезируют материал и просят нас определить его схему. Порой получается напротив: мы делаем предсказания первыми, и эксперимент подтверждает наши открытия", – приводит слова Артема Оганова пресс-релиз МФТИ.

Итоги

Подтвердились и иные теоретические расчеты свойств борофена – в частности, анизотропия, металлические свойства и электропроводность. Авторы указывают и на предсказанную огромную крепкость материала на растяжение. Рассказывая о работе в редакторской заметке в Science, Герман Сачдев (Hermann Sachdev) примечает, что такие свойства не может предложить ни одно другое знаменитое вещество из способных к образованию двумерных структур. "С учетом всего сказанного, – резюмирует Сачдев, – борофен может сыграть ключевую роль в грядущих изучениях двумерных материалов".

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Патриарх Кирилл отслужил праздничный молебен в канун дня памяти святого князя Владимира

Патриарх Кирилл отслужил праздничный молебен в канун дня памяти святого князя Владимира

Около 2-х тысяч человек собрались сегодня В столице Украины на патриаршее богослужение. Всё происходило на историческом месте Крещения - у берега...

30
ЦБ РФ: Отвечать по обязательствам государства не входит в обязанности Центрального банка

ЦБ РФ: Отвечать по обязательствам государства не входит в обязанности Центрального банка

​Комментируя арест принадлежащего России имущества по иску прежних акционеров ЮКОС, ЦБ РФ сказал, что Банк России не отвечает по обязательствам...

22
Ватикан канонизирует мать Терезу

Ватикан канонизирует мать Терезу

Канонизация стала допустимой после признания второго дива, связанного с её именем. Ватикан удостоверил, что обитатель Бразилии, страдающий...

32
«Почта России» призывает СМИ не провоцировать ограбления

«Почта России» призывает СМИ не провоцировать ограбления

Предприятие недовольно, что на ТВ детально описывают схемы нападения на автомобили почтового оператора.

35
facebook
Нажмите «Нравится»,
чтобы читать 1NNC в Facebook