文章图片
硼墨烯是新型二维材料 未来发展潜力巨大
硼墨烯 ， 一种二维材料 ， 是元素硼形成的类似石墨烯的单层平面原子结构 ， 是仅有一层原子厚度的薄膜 。 硼墨烯由人工合成 ， 预测有多种结构 ， 其拥有独特属性 ， 展现出许多金属特性 ， 特别是电子特性优异 ， 是一种新型二维材料 。
20世纪90年代中期 ， 硼墨烯被首次理论预测存在 ， 2015年 ， 硼墨烯在实验室中得到证实 ， 由于具有高度多态性 ， 硼墨烯预测存在多种结构 。 硼墨烯具有稳定性高、机械性能好、硬度高、杨氏模量高等特点 。 与目前研究成果多、应用需求持续扩大的石墨烯相比 ， 硼墨烯机械性能、硬度与之接近 ， 杨氏模量在水平方向上更高 ， 而在垂直方向上较低 ， 存在性能差异 。
硼墨烯制备与石墨烯不同 ， 石墨由多层二维层堆叠形成 ， 剥离单层二维层即得到石墨烯 ， 而硼并非由二维层堆叠形成 ， 天然不存在 ， 无法通过剥离得到 ， 必须人工合成 。 目前 ， 硼墨烯制备主要采用物理气相沉积法 ， 在超高级真空条件下 ， 将硼气化 ， 气化产生的粒子沉积到基底上（一般采用金属基底） ， 形成单层薄膜 ， 从而得到硼墨烯 。
【硼墨烯是新型二维材料 未来发展潜力巨大】
根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国硼墨烯行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示 ， 与石墨烯相比 ， 硼墨烯强度更高、结构灵活性更高 ， 可以广泛应用在传感器、太阳能电池、储能、柔性电子、催化化学等领域 。 特别是在太阳能电池领域 ， 硼墨烯可作为功能更为强大的新型负极材料 ， 用于锂离子电池制造中 。 目前 ， 在实验室中已制备出多种结构的硼墨烯 ， 主要是多晶型硼墨烯 ， 在实际应用中 ， 单晶型硼墨烯需求更多 ， 因此硼墨烯技术研究还在不断深入 。
2022年1月 ， 美国耶鲁大学团队在方形晶格Cu(100)表面上合成微米级的硼墨烯单晶 ， 这是与之前研究都不相同的硼墨烯晶型 ， 并且发现可以通过基底和表面材料的选择来设计平面内硼墨烯结构 。 除耶鲁大学外 ， 国内外硼墨烯相关科研院所还有中国清华大学、中国厦门大学、美国布朗大学、美国西北大学、美国纽约州立大学石溪分校、美国阿贡国家实验室等 。
新思界行业分析人士表示 ， 为推动工业技术升级 ， 全球市场对新材料的研究与应用关注度高 ， 政府与资本在新材料研究领域的投资力度不断加大 ， 高性能新材料不断被研发问世 ， 实现商业化发展速度加快 。 硼墨烯作为新型的二维材料 ， 具有优异的电子特性 ， 在电子、能源等产业中拥有巨大发展潜力 ， 短期来看由于仍处于研究阶段 ， 其应用市场尚未形成 ， 但长期来看 ， 对比石墨烯 ， 其拥有广阔市场空间 。
推荐阅读
- 超级材料突围战开启，中国已抢占先机？石墨烯究竟是什么？
- 中国古代一项科技发明，如今中国4亿人在用，全球14亿人在用
- 没了生殖隔离会怎样，是否曾有过，与人类不存在生殖隔离的物种？
- 一边行走，一边奔跑
- 宇宙中的行星多还是恒星多？
- MXene-石墨烯复合材料：生物医学潜力展望
- 40 亿年前对这颗红色星球的轰炸可能会产生让生命繁盛的温泉。
- 控制石墨烯冷却的速度
- 为强大的多功能薄膜桥接 MXene 层