中国领先的工业平台

返回贤集网 返回微头条
贤集网技术微头条APP获取

1D 硼链—一种有望取代石墨烯的神奇材料

 广东国规防静电技术检验中心有限公司

下载贤集网APP入驻自媒体

之前科学界普遍认为石墨烯是目前发现的重量最轻、强度最高、韧性最好、导电导热性能最强的二维纳米材料。不过,最近莱斯大学研究团队在计算机里模拟出一种新型 1D 纳米材料——两个原子宽的硼链,并预测该材料的性能将优于石墨烯,且有望成为下一代“新材料之王”。

首席研究员 Boris Yakobson 表示,虽然现阶段这种新型材料只是一个电脑模型;但近年来材料化学领域取得的新进展给予他们莫大的信心——早前科学家们已经证实了单原子碳链的存在,另外去年年末美国西北大学的材料科学家采用物理气相沉积技术成功制造出结构近似富勒烯的二维硼薄膜——硼墨烯,“这表明一维硼原子链变成现实只是时间问题。”

与键角大都为 109°28’碳链结构不同,硼原子间的键角一般为 60°可形成稳定的三角形结构,所以科学家们将 1D 硼链设计为由正三角形拼接而成的双原子带。有趣的是,这种相对原子质量比碳小的元素是一种半金属——同时具有金属及非金属的部分特性。因此团队成员们推测这种一维材料除了具备石墨烯的优良性能外,可能还会表现出一些更独特的性状。

根据这一特性他们猜测道,当拉伸硼链时它会变成一种由单原子链反铁磁性半导体及双原子金属带相互夹杂组成的肖特基势垒——由金属-半导体共同组成的界面,被广泛应用于高速计算机领域。而且将其释放后,它们又能变回整齐的双原子带状态。这意味着 1D 硼链是一种可调节的肖特基势垒。研究人员表示,反铁磁材料具有极好的导电性能,而这种可自由转换的新型材料或许能实现 超导,且在高性能电子元件领域中具有巨大应用潜力。

“另外这种一维材料的弹性也是很有趣的,它是一种特殊的弹簧——恒力弹簧。一般的机械弹簧,你给的力越大它拉伸得越长;但对 1D 硼链来说,你用相同的力就能将其不断拉长直至断裂。而当你释放硼链时,它又能恢复到原来的形态。这将是一种优良的机械结构,可用于制作纳米级的传感器。” Yakobson 补充道。

此外研究团队还在计算机上模拟了它们的猜想——“拉”具有 64 个原子的硼带。他们表示,“即使这种材料及猜想还未真实存在,但是它非常重要,我们会尽最大的努力将其变为现实。”

最新回复

还没有人回复哦,抢沙发吧~

发布回复

为您推荐

热门交流