Borofen
Özellikler

Atomik incelikte, kristal ve metalik çeşitli borofenler, ultra yüksek vakum koşulları altında temiz metal yüzeyler üzerinde deneysel olarak sentezlendi. Atomik yapısı, Şekil 1'de gösterildiği gibi karışık üçgen ve altıgen motiflerden oluşur. Atomik yapı, bor gibi elektron eksikliği olan elementler için tipik olan, iki ve çok merkezli düzlem içi bağ arasındaki etkileşimin bir sonucudur.
Borofenler düzlem içi esneklik ve ideal güç sergiler. Bazı konfigürasyonlarda grafenden daha güçlü ve esnek olabilir. Bor nanotüpleri ayrıca bilinen diğer karbon ve karbon olmayan nanoyapılardan daha yüksek bir 2B Young modülü ile grafenden daha serttir. Borofenin metalik elektronik yapılara sahip olduğu tahmin edildi ve bor çoğu elementten daha hafif olduğundan, borofenin deneysel olarak gerçekleştirilebilen en hafif 2B metal olması beklenir. Çoğu 2B malzemede olduğu gibi, borofenin anizotropik özelliklere sahip olması bekleniyor. Mekanik özellikler açısından, v1/6 (kesir içi boş altıgen yoğunluğunu belirtir) borofenin teorik olarak 210 N/m'ye kadar bir düzlem içi modülüne sahip olduğu tahmin edilmektedir (Poisson oranı 0.17'ye kadar). Ayrıca, v1/5 ila 1/9 arasında değiştiği için modülün nispeten faza değişmez olduğu tahmin edilmektedir. Bu göze çarpan bir nokta; çünkü borofenler, çok merkezli düzlem içi bağlarının akısal doğasından dolayı kırılma yerine düzlem içi çekme yüklemesi altında yeni yapısal faz geçişine maruz kalıyor. v1/6 borofenin ayrıca 0,39 eV düzlem dışı bükülme sertliğine sahip olduğu tahmin edilmektedir. (rapor edilen herhangi bir 2B malzemeden daha küçük) Bir malzemenin esnekliğini etkili bir şekilde karakterize eden modülün sertliğe oranı (birim alan başına Foppl-von Karman sayısı olarak da bilinir) v1/6 fazı için yaklaşık 570 nm -2' dir. Bu tahmin edilen özellikler kısmen, v1/6 borofenin yüzeyi yeniden yapılandırılmış bir Ag(111) substratı üzerinde sentezlendiği deneysel çalışmalarla desteklenir. Düz Ag(111) substratları için beklendiği gibi düz, düzlemsel borofen tabakaları olarak büyümek yerine, borofen, yüzeyi yeniden yapılandırılmış Ag(111) substratından kaynaklanan çıkıntılı sıraları yakından takip eden dalgalı bir konfigürasyon alır. İdeal esnek elektronikler, gerilme, sıkıştırılma ve hatta çok çeşitli geometrilere bükülme kabiliyeti gerektirir; ancak bugüne kadar bildirilen çoğu 2B malzeme, düzlem içi deformasyona karşı sert oldukları için bu kriterlerin tümünü karşılayamıyor. Dalgalı borofen, esnek elektronikler için umut verici bir malzemedir, çünkü elastomerik alt tabakalara yapıştırılan dalgalı 2B malzemelerin bükülmesi kolay olmalı ve büyük düzlem içi deformasyonları karşılamalıdır. Dalgalı borofenin mekanik özellikleri, ilk prensip hesaplamaları kullanılarak incelendi ve yukarıda bahsedilen mekanik özellikler için benzer değerlere sahip olduğu bulundu. Bu değerleri prototipik 2B malzeme olan grafen ile karşılaştırıldığında, borofenin modülü ve bükülme sertliği daha düşükken, Poisson oranı benzerdir. Özellikle, v1/6 fazı için Foppl-von Karman sayısı, grafenin iki katından fazladır, bu da borofenlerin esnek atomik katmanlar olduğunu gösterir. Bu nedenle borofenler, kompozitler için takviye elemanları ve esnek elektronik ara bağlantılar, elektrotlar ve ekranlar gibi uygulamalara sahip olabilir.
Borofen ayrıca teoride yüksek özgül kapasitesi, elektronik iletkenlik ve iyon taşıma özelliklerinden dolayı piller için bir anot malzemesi olma potansiyeline sahiptir.
Hidrojen kolayca borofene adsorbe olur ve ağırlığının %15'inden fazla hidrojen depolama potansiyeli sunar. Borofen, moleküler hidrojenin hidrojen iyonlarına parçalanmasını katalize edebilir ve suyu azaltabilir.