Борофен представляет собой уникальный двумерный материал, состоящий из одного моноатомного слоя бора. Его потенциальные применения охватывают широкий спектр технологий, включая аккумуляторные системы, производство водорода и катализ химических реакций. Однако в настоящее время массовое производство борофена сталкивается с рядом технологических и экономических вызовов.
Графен, известный своей исключительной механической прочностью и высокой электропроводностью, стимулировал исследования в области двумерных материалов. Борофен, созданный из одного слоя атомов бора, выделяется как один из наиболее перспективных кандидатов в данной области благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам.
Концепция борофена была впервые предложена в 1990-х годах, но его экспериментальное получение стало возможным только в 2015 году. Процесс синтеза включает осаждение атомов бора на охлажденную поверхность серебра, что приводит к формированию двумерной кристаллической решетки. В отличие от стандартной структуры бора, где каждый атом окружен шестью соседними атомами, в борофене чаще наблюдается координация с четырьмя-пятью атомами, что способствует образованию дефектных областей. Эти дефекты придают материалу высокую прочность, гибкость и способность к электропроводности или сверхпроводимости.
Борофен представляет значительный интерес для аккумуляторных технологий благодаря своей способности удерживать электрический заряд и проводить электричество. Однослойная структура материала обеспечивает эффективное хранение водорода, который может составлять до 15% массы борофена. Кроме того, борофен может быть использован в качестве катализатора для разложения воды на водород и кислород.
Тем не менее, существуют определенные ограничения, связанные с использованием борофена. Материал подвержен окислению, что негативно сказывается на его долговечности. Также процесс его производства является дорогостоящим и технически сложным. Для успешного внедрения борофена в промышленное производство необходимо разработать методы защиты материала от окисления и оптимизации технологического процесса его получения.
Недавно исследователи из США достигли значительного прогресса в данной области. Они разработали метод, позволяющий увеличить количество дефектных областей внутри кристаллической решетки борофена в миллион раз. Это открытие открывает новые перспективы для создания электронных устройств на основе борофена.
