Sintesis lembaran boron yang rata secara atom – Sains Terkini


Sejak penemuan kembali dan karakterisasi pada tahun 2004, graphene telah menjadi fokus upaya penelitian yang tak terhitung jumlahnya di berbagai bidang. Ini adalah bahan yang sangat serbaguna yang terdiri dari jaringan karbon dua dimensi (2D); dengan kata lain, itu terdiri dari selembar karbon tipis yang memiliki ketebalan satu atom. Graphene tidak hanya lebih kuat dari baja terkuat, tetapi juga memiliki segudang karakteristik kimia, elektronik, dan mekanis yang menarik yang membuat para ilmuwan bertanya-tanya apakah jaringan 2D serupa dari bahan lain dapat memiliki sifat bermanfaat seperti itu.


Salah satu bahan 2D novel yang baru-baru ini dilaporkan adalah borofena, analog graphene tetapi terdiri dari atom boron bukan atom karbon. Namun, seperti yang diharapkan dari lembaran 2D bahan apa pun, sintesis borofena terbukti menantang. Para peneliti baik memerlukan penggunaan substrat untuk membuat borofena lebih stabil atau menggabungkan boron dengan gugus hidroksil (OH-), yang menyebabkan struktur tidak rata secara atom.

Dalam sebuah penelitian baru-baru ini yang dilakukan di Tokyo Institute of Technology, sebuah tim peneliti termasuk Tetsuya Kambe, Akiyoshi Kuzume dan Kimihisa Yamamoto berhasil mensintesis lembaran borofen teroksidasi yang datar secara atomis melalui metode berbasis solusi sederhana. Pertama, mereka mensintesis lapisan-lapisan borophene oxide melalui proses yang cukup sederhana menggunakan garam kalium borohidrida (KBH)4). Analisis sinar-X mengungkapkan struktur berlapis-lapis material, di mana lapisan-lapisan atom boron membentuk jaringan 2D heksagonal dengan atom oksigen ketika jembatan diselingi dengan lapisan yang mengandung atom kalium. Kemudian, langkah selanjutnya yang diperlukan adalah menemukan cara untuk mengeksfoliasi lapisan tipis atom dari jaringan oksida borofena. Para peneliti mencapai ini dengan meletakkan bahan dalam dimethylformamide, yang merupakan pelarut organik yang umum digunakan. Berbagai jenis pengukuran dilakukan untuk memverifikasi struktur lembaran terkelupas, termasuk mikroskop elektron, spektroskopi, dan mikroskop kekuatan atom. Hasilnya mengkonfirmasi bahwa metode yang diusulkan efektif untuk menghasilkan lembaran borofen teroksidasi yang dikehendaki secara atomis.

Akhirnya, para peneliti melakukan pengukuran resistivitas untuk menganalisis sifat konduksi dari lembar borofena yang ditumpuk dan menemukan karakteristik menarik yang disebut sebagai anisotropi. Ini berarti bahwa lembaran menunjukkan berbagai jenis konduktivitas tergantung pada arah aliran arus. Bahan tersebut berperilaku seperti semikonduktor dalam arah antar-bidang, sedangkan bahan tersebut menunjukkan perilaku seperti logam dalam arah dalam-bidang dari jaringan boron. Mekanisme di balik kedua jenis perilaku ini dijelaskan juga. "Penting untuk dicatat bahwa lembaran boron kami dapat ditangani dengan mudah pada kondisi sekitar," komentar Dr. Kambe, yang mengindikasikan bahwa penelitian perintis ini dapat menjadi dasar untuk menemukan aplikasi potensial untuk borofena.


Menemukan metode yang mudah untuk sintesis senyawa berbasis borofena dan borofen sangat penting untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang bahan yang menarik ini dan potensi penggunaannya. "Seperti graphene, borophene diharapkan memiliki sifat yang unik, termasuk karakteristik mekanik yang luar biasa dan perilaku logam yang dapat dieksploitasi di berbagai bidang," kata Dr. Kambe. Semoga, temuan dan pengembangan di masa depan pada materi 2D akan memungkinkan kami untuk menggunakan properti eksotis mereka dan menyesuaikannya sesuai kebutuhan kita.

Referensi:

Material disediakan oleh Institut Teknologi Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.