iPon Hírek

Bór nanocsövek a láthatáron?

Dátum | 2012. 04. 25.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A Rice Egyetem kutatói Boris Yakobson elméleti fizikus vezetésével szokatlan módon álltak neki annak vizsgálatának, hogy egy tisztán bóratomokból álló kétdimenziós lemez milyen módon épülhet fel. A kutatásról szóló tanulmány a Nano Letters oldalain jelent meg.

A bórnak jelenleg két változatát ismerjük: sötétszürke, fémfényű kristályokban, vagy amorf bórnak nevezett barnásfekete porként fordul elő. Elméletileg, ha sikerülne létrehozni atomi vastagságú rétegeket belőle, akkor a grafénnál is kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező anyaggal lenne dolgunk. Bór nanocsövek készülhetnének belőle, amelyek mindig fémes tulajdonságúak, ellentétben a grafén hol fémes, hol félvezető viselkedésével. Hogy a nanocső melyik előző tulajdonságot veszi fel, az a feltekerés módjától, és az ebből adódó kiralitási indextől függ. A szén nanocsöveknél tehát egyáltalán nem mindegy, hogyan rendeződnek el bennük az atomok, ami az egyik nagy nehézséget jelenti tömeges gyártásuk megvalósításában. A bór nanocsövek ezzel szemben a szén minden előnyével rendelkeznek, de nem kell külön figyelmet fordítani szimmetriájukra.

Egy két dimenziós bór kristályrács elviekben különféle szerkezeti módokon épülhet fel. Ha teljesen „tömör”, akkor háromszögekbe rendeződnek az atomok. Ha eltávolítunk egy atomot, akkor hat háromszögből egy hatszög alakul ki. A megfelelő atomok eltávolítása révén a végeredmény pontosan meg fog egyezni korunk sokat emlegetett „csodaanyaga”, a grafén hexagonális szerkezetével. A két véglet között ezernyi lehetséges kristályrács-forma épülhet fel tisztán bóratomokból.


Ha a grafénrácsból valamiért hiányzik egy-két atom, annak rögtön érzékelhető negatív következményei lesznek: a rács tökéletlensége nagyban rontja az anyag pozitív tulajdonságait. A bórrács ezzel szemben a számítógépes szimulációk alapján akkor tűnik a legoptimálisabbnak, ha se nem háromszöges, se nem hatszöges felépítésű, hanem szerkezetileg valahol a kettő között helyezkedik el. A leginkább stabilnak bizonyuló összeállításban a tömör, háromszöges rács atomjainak 10‒15 százaléka hiányzott, hatszögek változatos mintáit rajzolva a rácsszerkezetbe.

A szimuláció során számos különböző rácsszerkezetű, de egyformán stabil összeállítást találtak a kutatók, így meggyőződésük szerint a jövendőbeli bórrétegek polimorfok lesznek, vagyis azonos valószínűséggel veszik fel az azonos stabilitású formák bármelyikét. A következő lépés a bór atomi rétegeinek tényleges megalkotása lesz, ehhez azonban még nem kevés munkára van szükség.

Yakobson volt az első, aki 2007-ben felvetette a nyolcvan atomból álló „bórlabdák” létezésének lehetőségét, ezek szerkezetileg megegyeznek a szénből álló fullerénekkel. Elmondása szerint a bórral foglalkozni nem könnyű, de a kihívások csak még inkább érdekessé teszik a terület tanulmányozását, amelyet még korántsem derítettek fel olyan mértékben, mint ahogy az a szén allotróp módosulatainak esetében történt.


 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

3. kapmar
2012.04.25. 09:10
Már ez nagyon tetszik: bóratomokból álló kétdimenziós lemez milyen módon épülhet fel. Erre én is kíváncsi lennék!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Ereshkigal
2012.04.25. 10:19
Az amorf változatokat nem tekintjük allotróp módosulatnak. (Nincs kristályrács, vagy molekulaszerkezet, gyakorlatilag "befagyott olvadékok".)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Jools
2012.04.25. 11:45
Ereshkigal: köszi, javítva.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!