Quase um ano atrás, borofeno nem existia.

Agora, poucos meses depois que uma equipe da Northwestern University e do Argonne National Laboratory descobriu o material, outra equipe liderada por Mark Hersam já está avançando na compreensão de sua química complicada e na realização de seu potencial eletrônico.

Criado em dezembro de 2015, borofeno é bidimensional, folha metálica de boro, o elemento comumente usado em fibra de vidro. Embora o borofeno seja promissor para possíveis aplicações que variam de eletrônicos a fotovoltaicos, essas aplicações não podem ser alcançadas até que o borofeno seja integrado a outros materiais. Agora a equipe de Hersam - e um pouco de sorte - conseguiu realizar essa integração.

"Os circuitos integrados estão no coração de todos os nossos computadores, tablets, e smartphones, '"disse Hersam, Walter P. Murphy Professor de Ciência e Engenharia de Materiais na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern University. "A integração é o elemento-chave que impulsionou os avanços na tecnologia eletrônica."

Apoiado pelo Office for Naval Research and National Science Foundation, a pesquisa apareceu online em 22 de fevereiro no jornal Avanços da Ciência . Erik Luijten, professor de ciência dos materiais e engenharia da Northwestern University, é co-autor do artigo. Xiaolong Liu, estudante do Programa de Pós-Graduação em Física Aplicada da Northwestern, é o primeiro autor do artigo.

Como o borofeno não aparece na natureza, os cientistas devem cultivá-lo em laboratório, sintetizando-o em uma folha de prata. A equipe de Hersam depositou um material orgânico (perileno-3, 4, 9, Dianidrido 10-tetracarboxílico) no topo do borofeno, na tentativa de integrar os dois materiais. O que aconteceu a seguir foi uma surpresa. O material orgânico, que é conhecido por se automontar essencialmente em qualquer material, em vez disso, difundido do borofeno e na folha de prata.

O resultado foi uma monocamada automontada de material orgânico diretamente ao lado do borofeno, formando uma interface quase perfeita. Interfaces bem controladas entre materiais distintos permitem dispositivos integrados, incluindo diodos e energia fotovoltaica. A técnica surpreendente de Hersam contornou o desafio típico de criar uma interface precisa - fazer com que os materiais se tocassem, mas não se misturassem.

"Este é um belo acaso porque resolvemos um problema sem qualquer intervenção adicional necessária, "Hersam disse." Borophene não existia há um ano. Doze meses depois, já estamos formando interfaces essencialmente perfeitas. "

A descoberta de Hersam não apenas preparou o terreno para explorar as aplicações eletrônicas do borofeno, também ilumina as propriedades fundamentais do novo material. O próximo desafio é mover o borofeno da prata para um substrato inerte que não interfira com suas propriedades eletrônicas.

"O Borophene é único em sua capacidade de formar interfaces abruptas por meio de automontagem, "Hersam disse." Estamos começando a entender sua química, que guiará nossos esforços para transferir o material para substratos apropriados para integração posterior. "