36°, vista frontal y lateral
El borofeno es un alótropo cristalino propuesto para el boro. Una unidad consiste en 36 átomos arreglados en una hoja bidimensional con un hoyo hexagonal en el centro.[1][2] Otra forma hecha en 2015 es una hoja torcida bidimensional en plata.[3]
Teoría
Estudios computacionales han sugerido que son estables las hojas extendidas de borofeno con huecos hexagonales parcialmente llenos.[4][5] La búsqueda de mínimos globales en energía para el B−
36 ha llevado a una estructura cuasiplanar con un hueco central hexagonal. El borofeno es análogo al grafeno en que se espera que forme hojas extendidas. Se predice que el borofeno es completamente metálico,[1] mientras que el segundo es un semimetal, lo que implica que el borofeno puede ser un mejor conductor eléctrico.[6]
El enlace boro-boro es también casi tan fuerte como el enlace carbono-carbono del grafeno.[1] A la escala de grupos atómicos, el boro puro forma moléculas planas simples y fullerenos tipo jaula.[7] El boro está adyacente al carbono en la tabla periódica y tiene similares orbitales de valencia. A diferencia del carbono, el boro no puede formar un armazón hexagonal tipo panal (como el grafeno) debido a su deficiencia electrónica.[1]
Historia
En 2014, un equipo de investigación en la Universidad Brown, liderado por Lai-Sheng Wang, mostró que la estructura del B
36 era no solo posible, sino altamente estable.[2][6][8] La espectroscopia fotoelectrónica reveló un espectro relativamente simple, lo que sugiere un grupo simétrico. El B
36 neutro es el grupo de boro más pequeño en tener simetría séxtupla y una vacancia hexagonal perfecta, y puede ser visto como una base potencial para hojas de boro bidimensionales extendidas.[1]
En 2015, otro equipo sintetizó borofeno en superficies de plata bajo condiciones de ultra-alto vacío. La caracterización a escala atómica, apoyada por cálculos teóricos, reveló estructuras que recuerdan a grupos de boro fusionados con escalas múltiples de abollado anisotrópico fuera del plano. A diferencia de la mayor parte de los alótropos del boro, el borofeno muestra características metálicas que son consistentes con las predicciones de un metal bidimensional altamente anisotrópico.[7]
Borosfereno
40°
En julio de 2014, investigadores anunciaron la creación de una jaula esférica tipo buckybola de 40 átomos hecha de boro, a la que el equipo llamó borosfereno (derivado del original "buckminsterfullereno"). Mientras que las buckybolas tienen 20 hexágonos y 12 pentágonos de átomos de carbono que producen una superficie esférica lisa, el borosfereno consiste en 48 triángulos, cuatro anillos de siete lados y dos anillos de seis lados. La forma resultante también es esférica, pero con varios átomos que se quedan fuera de los lados.[9][10]
Referencias
- ↑ a b c d e «Will ‘borophene’ replace graphene as a better conductor of electrons?». KurzweilAI. 5 de febrero de 2014. Consultado el 12 de abril de 2017.
- ↑ a b Piazza, Z. A.; Hu, H. S.; Li, W. L.; Zhao, Y. F.; Li, J.; Wang, L. S. (2014). «Planar hexagonal B36 as a potential basis for extended single-atom layer boron sheets». Nature Communications 5: 3113. Bibcode:2014NatCo...5E3113P. PMID 24445427. doi:10.1038/ncomms4113.
- ↑ Mannix, A. J.; Zhou, X.-F.; Kiraly, B.; Wood, J. D.; Alducin, D.; Myers, B. D.; Liu, X.; Fisher, B. L.; Santiago, U.; Guest, J. R. et al. (17 de diciembre de 2015). «Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs». Science 350 (6267): 1513-1516. Bibcode:2015Sci...350.1513M. PMC 4922135. PMID 26680195. doi:10.1126/science.aad1080.
- ↑ Tang, Hui & Ismail-Beigi, Sohrab (2007). «Novel Precursors for Boron Nanotubes: The Competition of Two-Center and Three-Center Bonding in Boron Sheets». Physical Review Letters 99: 115501. Bibcode:2007PhRvL..99k5501T. PMID 17930448. arXiv:0710.0593. doi:10.1103/PhysRevLett.99.115501.
- ↑ Gonzalez Szwacki, N. (2008). «Boron Fullerenes: A First-Principles Study». Nanoscale Research Letters 3: 49-54. Bibcode:2008NRL.....3...49G. arXiv:0711.0767. doi:10.1007/s11671-007-9113-1.
- ↑ a b «New boron nanomaterial may be possible». Brown University. 27 de enero de 2014. Consultado el 9 de marzo de 2013.
- ↑ a b Mannix, A. J.; Zhou, X.-F.; Kiraly, B.; Wood, J. D.; Alducin, D.; Myers, B. D.; Liu, X.; Fisher, B. L. et al. (18 de diciembre de 2015). «Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs». Science (en inglés) 350 (6267): 1513-1516. Bibcode:2015Sci...350.1513M. PMC 4922135. PMID 26680195. doi:10.1126/science.aad1080.
- ↑ Johnson, Dexter (28 de enero de 2014). «‘Borophene’ Might Be Joining Graphene in the 2-D Material Club». IEEE Spectrum. Consultado el 12 de abril de 2017.
- ↑ Quick, Darren (14 de julio de 2014). «Borospherene bounces into buckyball family». Gizmag.com. Consultado el 12 de abril de 2017.
- ↑ Zhai, Hua-Jin; Zhao, Ya-Fan; Li, Wei-Li; Chen, Qiang; Bai, Hui; Hu, Han-Shi; Piazza, Zachary A.; Tian, Wen-Juan; Lu, Hai-Gang; Wu, Yan-Bo; Mu, Yue-Wen; Wei, Guang-Feng; Liu, Zhi-Pan; Li, Jun; Li, Si-Dian; Wang, Lai-Sheng (13 de julio de 2014). «Observation of an all-boron fullerene». Nature Chemistry. Bibcode:2014NatCh...6..727Z. doi:10.1038/nchem.1999.
Enlaces externos
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