比石墨烯更强、更薄、更灵活的新材料---硼氢化合物

石墨被认为是最具未来感的材料之一，在新技术领域有着广泛的应用。这种材料的突破性特征主要在于其二维性。从物理的角度来看，它是一层单独的碳原子排列成的六边形，非常类似于蜂窝状。
石墨是优良的导热体和导电体。即使在今天，它仍被认为是电子领域硅的继任者。作为一种透明和柔性导体，这种材料可用于生产光电池、卷起式投影屏幕、触摸面板以及led灯。它还大大提高了电磁信号的频率，从而可以生产出速度最快的晶体管。欧盟已经投资1亿欧元启动石墨工业。与此同时，石墨的成功迫使科学家们关注由其他元素构成的平面的类似特性。

科学家们发现，由一层硼原子组成的硼化氢被证明是一种比石墨更强、更薄、更灵活的新材料。早在90年代中期，人们就通过计算机模拟首次预测了硼化氢存在的可能性。硼化氢的原子结构由三角形和六角形元素组成，是两中心和多中心平面间键相互作用的结果，这对于硼所属的缺电子元素来说非常典型。
但是直到2015年，才在现实中合成出单层的硼氢化合物。事实是，如果可以用最简单的方法来生产石墨，包括用带有粘性层的薄膜进行原子细化，那么就不能分离出硼烷。这样一来，它的结构就更牢固了，而原子薄层只能在特殊的基底上生长。单层硼氢化合物能够用化学气相沉积法合成。这是一个过程，其中硼原子的热气体在纯银的冷表面上凝结。

如果能创造一种多层硼化氢，并具有层间储能的可能性。听起来棒极了。硼化氢比石墨更强，由于其特殊的结构，它轻而灵活。
它是一种具有高比容量和电子导电性的超导体。事实上，这是一种储存离子的完美材料。这是创造新离子电池的关键。而且不仅仅是基于锂。硼化氢似乎是为了收集和积累各种元素的离子而产生的。
而且我们必须说，由于这一点，对同样的穿孔结构，硼烷也能完美地裂解分子氢分配其离子，并能积累到其重量的15%。通过这种方式，它被证明在与氢和氧的各种反应中是一种出色的催化剂，这有望在创建水基能源系统方面取得突破。

继石墨之后，专家们说，硼烷将彻底改变计算机处理器和芯片行业，因为它的导电性甚至更高。硼氢化合物也被用于国防工业和弹道应用。它很可能被用来对抗雷达，换句话说，就是不被雷达发现。尽管现在谈论硼氢化合物的工业合成还为时过早，但去年，科学家们在技术发展方面迈出了重要的一步。
来自美国西北大学的专家们第一次成功地完成了似乎还不可能的任务，得出了一种双层硼砂。在他们的一项关于生长硼砂的基质的实验中，科学家使用银，将其加热到一定的温度。由此产生的基质看起来像是一系列梯田，每个梯田的面积都相对较大。在实验证明，在这种基底上，硼化氢形成了两层整齐的结构。直到最近，所有种植双层硼化氢的尝试都失败了。

取而代之的是第2层，以单晶结构的形式形成了硼的体积堆积物。获得的结果是出乎意料的，但每个人都感到惊喜。

在生产硼化氢的过程中，使用了与生产人造金刚石非常相似的程序。这个过程是让一种高温气体和含有原子孔的气体在一个非常均匀的表面上冷凝。这样的表面必须由纯银组成，其温度必须大大低于气体的温度，以便它能在其上凝结和结晶。银原子的规则排列使硼原子以类似的方式排列，形成一个扁平的六边形结构。

理论上讲，每个孔隙原子应该与其他六个原子结合，但实际上它们通常各自形成四到五个键。正是所谓的空位的存在，使晶体具有不平等性。不幸的是，未来的新材料制造成本仍然很高，矿石处理也很困难。随着它开始在工业上广泛应用，有必要解决两个问题，即如何保护硼化氢免受氧化，以及开发其商业有效的合成方法。
来自美国的研究人员向创造硼氢化合物的电子产品迈出了重要的一步。他们学会了将晶体内的结构域数量增加一百万倍。请注意，硼化氢和石墨绝不是未来设计用来取代普通铜、锂或锡的唯一超现代材料。

还有一些其他常规材料的特性使其成为100%的电导体，如蓝磷，这可能对电子学的发展很重要。我们可以回顾一下，在第二次世界大战之前，建筑界是如何对玻璃纤维增强混凝土的发展这样的创新持怀疑态度的，以及在30年后，这种材料是如何进入行业并在今天仍被广泛使用的。也许几年后，使用硼氢化氢零件生产的电动汽车和计算机设备将成为现实。