Os teóricos há muito previram a existência de formas de filme de boro de espessura atômica – borofenos. Mas, na prática, cultivar borofeno de camada única acabou sendo muito mais difícil do que produzir grafeno. Os sonhos de criar um borofen multicamadas com a possibilidade de armazenamento de energia entre camadas pareciam fantásticos.
No entanto, os cientistas conseguiram obter as condições para o cultivo de um borofeno de duas camadas, embora isso tenha acontecido por acidente. Em um artigo publicado recentemente na Nature Materials, um grupo de cientistas da American Northwestern University relatou o cultivo de amostras de borofeno de duas camadas. O segredo está na escolha do substrato certo para o processo.
Duas camadas de borofeno conectadas por ligações entre camadas (os átomos da ligação são mostrados em roxo). Fonte da imagem: Northwestern
Os métodos mais simples podem ser usados para produzir grafeno, incluindo peeling atomicamente fino usando um filme pegajoso. Borofen não pode ser separado desta forma. Sua estrutura é mais durável e uma camada atomicamente fina só pode ser cultivada em um substrato especial. Além disso, todas as tentativas de cultivar um borofeno de duas camadas terminaram em fracasso – em vez da segunda camada, os acúmulos em massa de boro se formaram na forma de uma estrutura de cristal único.
Em um de seus experimentos com substratos de crescimento de borofeno, cientistas da Northwestern University usaram prata, que foi aquecida a uma determinada temperatura. O substrato resultante parecia uma cascata de terraços com uma área relativamente grande cada. No decorrer da experiência, descobriu-se que o borofeno se formou nesse substrato na forma de duas camadas bem definidas. Ninguém esperava por isso, mas todos ficaram agradavelmente surpresos – eles encontraram o que haviam sonhado por muito tempo.
O borofeno de camada dupla é, em teoria, mais adequado para as baterias do futuro do que o grafeno. É mais durável, flexível e leve. A distância entre as duas camadas de borofeno é boa para reter íons e armazenar energia. Esse material promete simplificar a estrutura das baterias e reduzir seu peso. Os cientistas esperam poder estudar as oportunidades que se abrem para a obtenção do borofeno em volumes que revelem suas propriedades e, com isso, aproximem a possibilidade de aplicação prática.