Vem aí o Borofano (ART4606)

Depois do Grafeno que promete mil maravilhas para o mundo da eletrônica, pesquisadores já estão trabalhando com um novo material que também pode revelar propriedades maravilhosas para a criação de componentes. Falamos do Borofano. Veja neste artigo o que este material promete para o mundo da eletrônica.

Este artigo foi escolhido e publicado na edição de número 4 da Revista INCB Eletrônica - Clique aqui e leia a revista completa

Conforme já tratamos em outro artigo, o Grafeno nada mais é do que uma forma de cristalização do carbono. Trata-se de um cristal bidimensional, o primeiro da categoria e que já tem sido utilizado em diversos dispositivos eletrônicos como supercapacitores, sensores, displays, etc.

Por que bidimensional? Conforme sabemos, os objetos que nos cercam são formados por estruturas tridimensionais. Por exemplo, um cristal comum tem comprimento, largura e altura, pois são formados por átomos que se unem nestas três direções, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – A estrutura de um cristal
Figura 1 – A estrutura de um cristal

 

 

Na figura temos exemplos de cristais cúbicos, cúbico com átomo central e hexagonal.

No entanto, pesquisadores descobriram que determinais elementos podem formar cristais em camadas de um átomo, o que significa que possuem apenas duas dimensões como, por exemplo, o carbono.

O carbono, por exemplo, pode ser encontrado na natureza com duas formas de cristalização que nos levam ao grafite, ao diamante e diversos outros materiais, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 – As formas alotrópicas do carbono - a) diamante; b) grafite; c) lonsdaleíta; d, e, f) fulerenos; g) carbono amorfo; h) nanotubo de carbono (imagem Wikipedia – com links)
Figura 2 – As formas alotrópicas do carbono - a) diamante; b) grafite; c) lonsdaleíta; d, e, f) fulerenos; g) carbono amorfo; h) nanotubo de carbono (imagem Wikipedia – com links)

 

 

No entanto, quando a estrutura é bidimensional, foi dado o nome de Grafeno ao material, e essa estrutura tem propriedades elétricas muito interessantes. Por exemplo, podemos enrolar essas estruturas formando nanotubos e eles apresentam características que possibilitam sua utilização na eletrônica.

O carbono, conforme mostra a tabela de classificação periódica dos elementos, está num ponto bem próximo dos materiais semicondutores, amplamente usados em eletrônica, e a sua volta existem elementos que apresentam potencial para ser usados nas mesmas aplicações. Um deles é o Boro.

 

Figura 3 – O carbono e o boro
Figura 3 – O carbono e o boro

 

 

O grafeno foi pela primeira produzido em laboratório em 2004 por pesquisadores de Manchester. Os cientistas que conseguiram as estruturas bidimensionais usando o grafite de um lápis, ganharam o prêmio Nobel de 2010.

Logo ficou patente que outros elementos poderiam ser cristalizados de modo a formar estruturas bidimensionais e um deles foi justamente o Boro, que se encontra ao lado do Carbono, na tabela de classificação periódica dos elementos.

Esse elemento pode ser cristalizado de forma bastante semelhante ao carbono, levando à estruturas bidimensionais com propriedades elétricas importantes como a de conduzir a corrente com facilidade.

Assim, uma folha de átomos de boro foi pela primeira vez sintetizada em 2015 dando origem ao material que foi denominado borofeno. Na verdade, segundo pesquisador da Universidade de Northwestern, o borofeno reage com o ar, o que o torna instável, dificultando sua produção.

 

Borofeno e Borofano

Para superar este problema, o que se fez foi utilizar átomos de outros elementos.

Assim, se o material fosse colocado num substrato de prata e depois exposto ao hidrogênio, tornou-se possível criar uma nova forma do borofeno, o borofano.

Assim, não devemos confundir os dois. O borofano é o borofeno hidrogenado.

Na figura 4 temos a estrutura do borofano mostrando a disposição dos átomos de boro e de hidrogênio.

 

Figura 4 – Estrutura do borofano
Figura 4 – Estrutura do borofano

 

Uma das descobertas importantes sobre o comportamento borofano são suas propriedades optoeletrônicas, o que o torna extremamente promissor na fabricação de dispositivo fotônicos.

Na realidade, a nanofotônica está cada vez mais se revelando promissora na criação de novos dispositivos que nos aproximam mais de uma eletrônica quântica.

Os pesquisadores relatam ainda que, dadas suas propriedades, baterias elétricas com borofano poderiam ser muito mais eficientes do que as já promissoras baterias de grafeno.

Isso, sem se falar nos supercapacitores e transistores de efeito de campo que logo estejam disponíveis nos levando a uma nova era da eletrônica, da eletrônica quântica e da spintrônica.

 

Vídeo no Youtube

https://youtu.be/GrovHhxRobw

 

 

 

 


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