圖片中所有原子都是硼躁银，粉紅色的硼原子專門參與了層與層之間的鍵合愿航。圖片來源：美國西北大學(xué)

硼烯是一種單原子厚的硼薄片，是由硼原子構(gòu)成的單原子層厚的二維材料蔑辽，比石墨烯更強(qiáng)身音、更輕、更柔韌触尚，被科學(xué)界寄予厚望叔收，或?qū)⒊蔀槔^石墨烯之后又一種“神奇納米材料”，有望給電池傲隶、電子產(chǎn)品饺律、傳感器、太陽能電池和量子計(jì)算帶來革命性的變化跺株。

然而复濒，單原子層硼烯的合成是具有挑戰(zhàn)性的。石墨烯可以使用像透明膠帶這樣簡單的東西從固有的層狀石墨中剝離乒省，而硼烯不能僅從塊狀硼中剝離巧颈，取而代之的是，要獲得硼烯通常需要制備生長袖扛，因此需要襯底作為載體或者支撐砸泛。

5年前，來自同一研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們首次創(chuàng)造了只有單原子厚度的硼烯蛆封。理論研究預(yù)測認(rèn)為晾嘶，制備雙層硼烯是可能的，但這項(xiàng)研究的聯(lián)合資深作者娶吞、西北大學(xué)的馬克·赫薩姆說：“理論很少告訴你實(shí)現(xiàn)這種新結(jié)構(gòu)所需的綜合條件垒迂。”

如果生長單層硼烯都很困難，那么生長多層原子平面結(jié)構(gòu)的硼烯似乎是不可能的肖糖。由于塊狀硼不像石墨那樣是層狀的笨拯，超出單原子層的生長會(huì)導(dǎo)致形成團(tuán)簇，而不是平面結(jié)構(gòu)睹蜈。研究人員稱讶粹，試圖生長多層硼烯的關(guān)鍵就在于找到阻止團(tuán)簇形成的生長條件。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)牲课，正確條件的關(guān)鍵是用來生長硼烯的襯底贩仇。在這項(xiàng)研究中，研究人員在平面的銀質(zhì)襯底上培養(yǎng)了硼烯女灸。當(dāng)暴露在非常高的溫度下時(shí)切役，銀會(huì)在原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間形成異常平坦的“梯田”。

當(dāng)在這些巨大而平坦的“梯田”上“種植”硼烯時(shí)但雨，研究人員看到了第二層的形成蕉妇。這種雙層材料既保持了硼烯所有理想的電子性能碟堵，又存在新的優(yōu)點(diǎn)。例如腹忽，這種材料由兩層原子層厚的薄片黏合在一起来累，中間有空間，可用來儲(chǔ)存能量或化學(xué)物質(zhì)窘奏。

“有理論預(yù)測嘹锁，雙層硼烯是一種很有前途的電池材料。”赫薩姆說着裹，“層與層之間的空間提供了容納鋰離子的地方领猾。”

研究團(tuán)隊(duì)希望繼續(xù)生長更厚的硼烯，或者創(chuàng)造出具有不同原子幾何結(jié)構(gòu)的雙層硼烯求冷。

總編輯圈點(diǎn)

2004年“新材料之王”石墨烯問世，風(fēng)靡了科學(xué)與工程界窍霞，人們自此開始不斷地去嘗試設(shè)計(jì)新型二維材料匠题，但目前只有硼烯存在與石墨烯一樣的純平面結(jié)構(gòu)。在進(jìn)一步探索中但金，硼烯展現(xiàn)出了集堅(jiān)韭山、柔、韌于一體的優(yōu)異性能冷溃，如今雙層硼烯的制備成功腻危，更將進(jìn)一步佐證其在力學(xué)、光學(xué)碰素、電學(xué)雇法、熱傳輸?shù)阮I(lǐng)域的全面開花的能力。雖然在近期實(shí)現(xiàn)非常大的突破應(yīng)用還不太可能媒邀，但它無疑代表著未來新材料的一個(gè)重要發(fā)展方向嗜吉。