Grafen překonán? Pozornost materiálových vědců se upírá na zázračný borofen

Martin Kysilka, 10. DUBNA 2019

Není tomu tak dávno, co se o grafenu mluvilo jako o novém zázračném materiálu. Grafen je supertenká, v podstatě dvourozměrná forma uhlíku o výšce jednoho atomu, za jehož objev byla v roce 2004 udělena Nobelova cena. Grafen je také unikátní svou supravodivostí – jev kvantové mechaniky, při němž materiál ochlazený pod svou kritickou teplotu vede elektrický proud bez jakéhokoliv odporu. Grafen však již možná brzy nahradí nové, flexibilnější 2D materiály.

S grafenem je spojována budoucnost skladování energie, magnetické rezonance, kvantových počítačů, pružných displejů, čištění a odsolování vody, 3D tisku a nanotechnologií. Evropská unie investovala do nastartování grafenového průmyslu jednu miliardu eur. 

Grafen započal vývoj i jiných neméně zajímavých dvourozměrných materiálů, přičemž některé z nich mají potenciál grafen v mnoha kritériích předčít. Jako nejperspektivnější se jeví borofen: dvouvrstvá varianta atomů boronu, kterou lze tvarovat do různých krystalických struktur.

Na borofenu je fascinující především rozsah jeho užití. Podle elektrochemiků by se borofen mohl stát klíčovým materiálem pro novou generaci silných lithiových baterií. Chemici jsou uchváceni jeho katalytickými vlastnostmi. Fyzici ho zase testují jako senzor schopný identifikovat jednotlivé druhy atomů a molekul.

VZNIK

Existenci borofenu předpověděli fyzici již v devadesátých letech za pomocí počítačových simulací, které ukázaly, jak z atomů boronu zformovat monovrstvu.

Ona substance však byla vytvořena až v roce 2015 za pomocí chemické depozice z plynné fáze. Při tomto procesu se horký plyn z atomů boronu kondenzoval na chladném stříbrném substrátu.

Borofen se jeví být silnější a flexibilnější než grafen. Stejně jako grafen má strukturu šestiúhelníků s atomy ve vrcholech. Na rozdíl od grafenu se však atom vyskytuje i uprostřed šestiúhelníku. Borofen je tak i výborným elektrickým vodičem.

APLIKACE

Vědci se domnívají, že borofen může dosáhnout supravodivosti i při nejvyšších teplotách. Tyto vlastnosti jsou přímo závislé na obsažení volných míst. Onen centrální atom má velký vliv na stabilitu vrstvy. Při nejstabilnějším uspořádání by měly být obsazeny čtyři z pěti poloh. Hlavním důvodem, proč jsou zejména chemici z materiálu tak nadšeni, je možnost mnoha konfigurací, které mají přibližně stejnou stabilitu. Borofen je lehký a poměrně reaktivní, což z něho dělá žhavého kandidáta pro skladování kovových iontů v bateriích.

Na jednovrstvou strukturu borofenu se také velmi dobře lepí atomy vodíku. Schopnost adsorpce (hromadění částic) zkombinovaná s rozlehlou plochou atomových vrstev z borofenu dělá vhodný materiál pro skladování vodíku. Teoretické studie naznačují, že borofen by mohl uskladnit přes 15 procent vlastní váhy ve vodíku, čímž značně přokonává ostatní materiály.

Borofen se může chlubit i schopností urychlit štěpení molekulárního vodíku do vodíkových iontů nebo vody do vodíku či kyslíkových iontů. To by mohlo odstartovat novou éru energetických cyklů založených na vodě. 

DOPAD

Borofen narozdíl od grafenu i v několika různých formách zůstává vodivý a chová se jako kov. Grafen při kontaktu s jinou formou uhlíku často vytváří chaos. Možnosti upravování borofenu na míru jsou téměř nekonečné. Materiál by měl přinést revoluci do skladování energie a stát se díky své supravodivosti klíčovým materiálem pro elektroniku nové generace.

Mohlo by vás zajímat

6D Focus Innovation Czechia: Vědecká telepatie je tu. Počítač ovládneme myšlenkou

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
  • IT Inovace
833
0
0

Messenger Rooms: Nové videohovory na Facebooku umožní účast až 50 lidem

  • Civilizace
  • IT Inovace
612
0
0

První kyborgové: Přichází další vývojová fáze lidstva?

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
825
2
0

Stanford Medicine zveřejnilo výsledky studie Apple Heart Study

  • Smart health
  • IT Inovace
2289
0
1

Super rychlý „Replikátor“ z UC Berkley tiskne světlem

  • 3D
  • Smart health
  • IT Inovace
2982
1
2

Amazon vstupuje do světa blockchainu. Internetový gigant představil dvě nové blockchainové…

  • Leadership a kultura
  • IT Inovace
  • Blockchain
2884
3
1

MIT použilo biologický virus pro sestavení supervýkonného počítače

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
3153
2
1

Od kvantových počítačů ke kvantovému internetu. Jak na to?

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
2846
4
1

Šest oborů, do kterých vnese kvantový computing masivní disrupci

Tak jako v 60. letech minulého století supervelmoce soupeřily v dobývání vesmíru, dnes probíhají závody ve výrobě prvního skutečně výkonného a především stabilního kvantového počítače. Vítěz se zapíše do historie jako autor jedné z nejvýznamnějších technologií 21. století.

  • Leadership a kultura
  • Civilizace
  • Robotizace a AI
4110
5
3

První síť vzájemně propojených mozků vám umožní posílat myšlenky ostatním uživatelům…

  • Civilizace
  • IT Inovace
3005
3
2

Nvidia vyvinula AI systém, který umí generovat syntetické 3D skeny rakoviny mozku

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Smart health
3487
4
0

V Hongkongu vyvinuli 4D tisk z keramických materiálů

  • 3D
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4458
4
3

MIT vyvinulo blockchainovou platformu, která bude hlídat policii a chránit naše soukromí

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Blockchain
3480
1
0

Nový niklový materiál u robotů eliminuje potřebu motorků a aktuátorů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
2644
2
1

Umělá inteligence nyní vidí skrz zdi

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Smart health
4509
5
1

Umělá inteligence od DeepMindu dokáže předvídat a zrekonstruovat 3D scénu z 2D obrazů

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • IT Inovace
2731
3
2

Člověk a AI se učí jeden od druhého a kvadruplegici ovládají avatary ve videohře…

  • Robotizace a AI
  • Smart health
  • IT Inovace
3554
4
3

Japonští vědci vymysleli „ultimátní“ metodu pro vytvoření super kvantového počítače

  • Civilizace
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
4764
6
1

V Kalifornii začíná testování samořídících aut se vzdálenými lidskými operátory

  • Smarty city
  • IT Inovace
  • Právo a regulace
4794
6
2

Vědci nasadili kudlance nábožné 3D brýle a objevili novou formu stereoskopického…

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • IT Inovace
5694
3
1

Nové umělé protézy zprostředkují až 100 hmatových citů

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
  • IT Inovace
5073
3
1

Nová technologie od Nissanu vám umožní ovládat auto prostřednictvím své mysli

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
4997
4
1

Mozkové implantáty americké armády vám změní náladu. Elektrickým výbojem

  • Robotizace a AI
  • Smart health
  • IT Inovace
5097
1
3

Pavel Kysilka: Emoční ekonomika aneb koho přejde smích?

Technologie začínají rozumět našim emocím a z této schopnosti se stává velký byznys. Emočně inteligentních aplikací se ročně prodá za desítky miliard dolarů a v příštích letech se jim prorokuje exponenciální růst.

  • Leadership a kultura
  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
6145
6
2

Odemkněte dveře rukávem. Nová technologie skladuje data ve vašem oblečení a bez elektroniky

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
  • Smart energy
5362
1
1

Obrovský kvantový úspěch. Mezi Pekingem a Vídní proběhl první „kvantový“ videohovor

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
5002
7
3

Vědci vynalezli akustické antény, vhodné pro mozkové implantáty

  • IT Inovace
3209
2
3

První telefon na světě, který nepotřebuje baterii. Energii sbírá z rádiových vln

  • IT Inovace
  • Smart energy
4189
2
3

Microsoft oznámil podporu pro vývoj nových blockchainových projektů

  • IT Inovace
  • Smart finance
4376
2
2

Vědci uložili a úspešně přehráli film nahraný do DNA

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4476
3
2

Student za pomocí Wi-Fi vytvořil 3D hologram lidí z vedlejší místnosti

  • 3D
  • IT Inovace
7728
2
5

Senzory odhalí a lokalizují střelbu ze zbraně. Pomůžou tak dopadnout pytláky

  • Smarty city
  • IT Inovace
4118
3
1

Ovládne Microsoft svět kvantových počítačů?

  • Civilizace
  • IT Inovace
4561
3
3

IBM zpřístupnil na cloudu svůj kvantový procesor

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
5702
4
3

DNA úložiště již na 85% teoretického limitu

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4066
2
2

Revoluční chytrá sluchátka přeloží až 37 jazyků

  • IT Inovace
5063
3
3

Koupí Apple Teslu a bude Elon Musk jeho novým CEO?

  • IT Inovace
6092
7
9

Interaktivní projektor od Sony promění jakýkoliv rovný povrch v dotykový displej

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
3948
3
2

Nový metamateriál umí vytvořit hologramový obraz

  • 3D
  • IT Inovace
4288
2
1

San Diego se díky internetu věcí stává chytrým městem

  • Smarty city
  • IT Inovace
5044
2
1

Revoluční nanotisk z tekutých kovů posouvá možnosti elektroniky

  • Civilizace
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4490
3
1

První konstrukční plán na kvantový počítač na světě

  • Civilizace
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
5757
8
3

Umělá inteligence se učí psát svůj vlastní kód tím, že krade z jiných programů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
4622
6
2

Český SimpleCell expanduje s infrastrukturou pro Internet věcí do dalších 4 zemí

  • Smarty city
  • IT Inovace
  • Smart energy
5447
5
3

Google obvinil Uber z krádeže technologie samořídících aut

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Smart transportation
5469
3
2

Můžete skutečně identifikovat rakovinu prostřednictvím vyhledávače?

  • Smart health
  • IT Inovace
5111
2
1

KnuPath - nový 256 jádrový chip urychlí rozvoj umělé inteligence

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
4140
0
1

Larry Page investuje do projektů na létající auta

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Smart transportation
5569
1
2

Jeff Bezos chce stavět průmyslové zóny ve vesmíru, aby uchránil Zemi

  • Civilizace
  • Smarty city
  • IT Inovace
6589
0
1

Program Magenta od Googlu složil svou první píseň

  • Civilizace
  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
5971
5
2

3D vytištěná ruka umožňuje mladíkovi po amputaci hrát znovu basketbal

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
6718
1
3

O knihy v Singapurské knihovně se starají roboti

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
5164
0
1

Metamateriálová mikroelektronika bez polovodičů

  • IT Inovace
3146
0
2

Nejefektivnější superpočítač na světě od Nvidia

  • IT Inovace
2756
1
2

První fotonický neuromorfický čip pro AI

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
3928
0
1

Revoluční nanotechnologická miniaturizace pro elektroniku

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
3494
0
0

Magnet z 3D tiskárny s širokým potenciálem

  • 3D
  • IT Inovace
3896
1
0

Za 2 miliardy dolarů nahradí v ING roboti až 5800 bankéřů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
4762
2
0

Posun v teleportování je krůčkem na dlouhé cestě ke kvantovému internetu

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
4594
1
0

SanDisk přichází s největší SD kartou na světě

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
3598
1
0

Google hodlá získat převahu v kvantovém computingu

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
4142
1
0

Rychlé a levné optické úložiště od IBM

  • IT Inovace
2772
1
0

Máte už svůj vlastní satelit na oběžné dráze?

  • IT Inovace
  • Smart transportation
4472
1
0

Seznamte se s Surround 360! VR kameru od Facebooku v rozlišení 8K

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
3573
1
0

Budou bakterie budoucím zdrojem čisté energie?

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
  • Smart energy
4963
0
0

Nanobot opraví obvody bez využití AI

  • Robotizace a AI
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
5942
2
0

Ultratenké solární články, které udrží i mýdlová bublina

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
  • Smart energy
5068
0
0

Nový 2D materiál by mohl zastínit grafen

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
3441
0
0

Ovládnou olympiádu v Tokiu 2020 roboti?

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
8357
1
0

Superodolný skleněný disk uchová data navždy

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
3687
3
0
Zobrazit další články