科學家發現比石墨烯更強的材料,強度直接提升一個量級!
近日,科學家發現了一種比石墨烯更強的材料,在新興技術領域有着廣泛的潛在用途。
衆所周知,石墨烯被視為最具未來感的材料之一。這種材料的二維性在其開創性的性質中發揮了重要作用。它是一層離散的碳原子構成,六邊形結構,在物理上非常類似于蜂巢。石墨烯能很好地傳導電和熱,并繼續被視為當今電子行業中矽的替代品。為了啟動石墨烯業務,歐盟已經投入了10億歐元進行研發。除此之外,科學家們還關注由其他材料制成的平面,因為它們的性質與石墨烯的性質相似。
由于石墨烯的用途和質量衆多,石墨烯被視為一種具有革命性潛力的神奇物質科技行業,石墨烯的發展是漸進的,比使用其他材料需要更高的成本,這也是石墨烯的主要缺點之一。因此,圍繞石墨烯的期望沒有得到充分滿足。因此,許多專家正在積極開發硼酚作為一種不同的選擇。最有效的借用主題是由單層硼制成原子,自2015年首次合成以來,研究人員已經表明,它比石墨烯更靈活、更堅固。直接提升一個量級!
科學家發現,利用硼酚可以開發出具有适合原子級工程的獨特品質的新型材料,這種材料的發現可以追溯到20世紀90年代,當時一組研究人員基于計算機模拟對其進行了預測,結果顯示:硼原子能夠自己組織成單層,在這種情況下,在原子的每個六邊形-六邊形配置的中間有一個額外的硼原子,這與石墨烯中的碳原子相同。
相比于石墨烯,硼酚具有更大的靈活性和更強的強度,它還可以作為一種良好的熱和電導體并進行催化氧和氫的分解,具有作為反應物的功能,重量輕。它可以容納超過其重量15%的氫,雖然石墨烯比鑽石更耐用,由純碳制成。但是硼矽比石墨烯更堅固、更柔韌,這一事實非常重要。它是地球上存在的最硬元素之一。
我們知道嗎啡也是一種電超導體,這種特性恰恰是由硼原子組成的材料的不尋常晶體結構提供的。硼的超導性是由原子之間的空隙實現的,因為它比石墨烯更具柔性。它也可用于柔性電子産品。2019年3月在數字學術平台rxiv上發布的一項關于該材料使用的研究,目錄中有潛在應用,包括儲氫和高性能锂離子電池應用,這在電動汽車主導的未來可能是至關重要的。不過在找到一種類似石墨烯的大量制造硼酚的技術之前,我們還有很長的路要走。
目前石墨烯也很難使用,生産成本也很高,而硼酚也有這兩個缺點,但是科學家認為在不久的将來,它将能夠與石墨烯競争。。石墨烯專家說,硼酚将改變計算機處理器和船舶工業,因為它具有更好的導電性。此外,國防部門和彈道應用也使用硼烷,它可能用于避免被雷達探測到,或反雷達。
雖然現在讨論硼物理學的商業合成還為時過早,但科學家們在技術進步方面取得了重大進展。去年,美國西北大學的專家們首次完成了以前認為不可能的事情,成功制造出兩層硼菲。中國和美國獨立研究了它的性能。結果發現它有兩個獨特的特性,其中一個是硼原子網絡,它包括:在通過單獨改變HH含量産生三角形參考晶格的幾種可變空心六邊形中,随着HH含量的增加,晶格變得更強,從而使該光栅适應适當的機械質量。這是一種新的突破,我相信在未來,這種新型材料将是和石墨烯并肩作戰的主力!
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