I ricercatori della Northwestern University hanno, per la prima volta, creato borofano, boro atomicamente sottile che è stabile a temperature e pressioni dell'aria standard.

I ricercatori sono stati a lungo eccitati dalla promessa del borofene, un foglio di boro dello spessore di un atomo, a causa della sua forza, flessibilità e proprietà elettroniche. Più forte, più leggero e flessibile del grafene, il borofene potrebbe potenzialmente rivoluzionare le batterie, elettronica, sensori, fotovoltaico e informatica quantistica.

Sfortunatamente, il borofene esiste solo all'interno di una camera a vuoto ultraelevato, limitandone l'utilizzo pratico al di fuori del laboratorio. Legando il borofene con l'idrogeno atomico, il team della Northwestern ha creato il borofano, che ha le stesse proprietà eccitanti del borofene ed è stabile al di fuori del vuoto.

"Il problema è che se togli il borofene dall'ultra alto vuoto e lo metti nell'aria, si ossida subito, " ha detto Mark C. Hersam, che ha condotto la ricerca. "Una volta che si ossida, non è più borofene e non è più conduttivo. Il campo continuerà ad essere ostacolato nell'esplorare il suo uso nel mondo reale a meno che il borofene non possa essere reso stabile al di fuori di una camera a vuoto ultraelevato".

La ricerca sarà pubblicata il 12 marzo sulla rivista Scienza e presente in copertina ("Sintesi di polimorfi di borofano attraverso l'idrogenazione del borofene"). Lo studio segna la prima volta che gli scienziati riportano la sintesi del borofano.

Hersam è Walter P. Murphy Professor of Materials Science and Engineering presso la McCormick School of Engineering della Northwestern e direttore del Materials Research Science and Engineering Center.

Sebbene il borofene sia spesso paragonato al suo predecessore supermateriale, il grafene, il borofene è molto più difficile da creare. Il grafene è la versione atomicamente sottile della grafite, un materiale stratificato comprendente pile di fogli bidimensionali. Per rimuovere uno strato bidimensionale dalla grafite, gli scienziati lo staccano semplicemente.

Boro, d'altra parte, non è stratificato quando in forma sfusa. Cinque anni fa, Hersam e collaboratori hanno creato per la prima volta il borofene coltivandolo direttamente su un substrato. Il materiale risultante, però, era molto reattivo, rendendolo vulnerabile all'ossidazione.

"Gli atomi di boro nel borofene sono altamente suscettibili a ulteriori reazioni chimiche, " ha detto Hersam. "Abbiamo scoperto che una volta che gli atomi di boro sono legati con l'idrogeno, non reagiranno più con l'ossigeno quando sono all'aria aperta."

Ora che il borofano può essere portato nel mondo reale, Hersam ha affermato che i ricercatori saranno in grado di esplorare più rapidamente le proprietà del borofano e le sue potenziali applicazioni.

"La sintesi dei materiali è un po' come la cottura al forno, " disse Hersam. "Una volta che conosci la ricetta, non è difficile da replicare. Però, se la tua ricetta è solo un po' sbagliata, allora il prodotto finale può fallire terribilmente. Condividendo la ricetta ottimale per il borofano con il mondo, prevediamo che il suo uso prolifererà rapidamente."