Borofene, il supermateriale del futuro che promette di rivoluzione l’elettronica

Più forte e più flessibile del grafene, uno strato di boro a singolo atomo potrebbe rivoluzionare batterie, sensori e chimica catalitica.

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Il borofene è il nuovo materiale del futuro e può avere tante applicazioni in ogni ambito, dalle batterie all’elettronica, dalla chimica alla fisica. Questo materiale è destinato a sostituire il grafene, che fino a poco tempo fa rappresentava una svolta, per le sue proprietà che lo rendono ancora più forte e flessibile.

Il grafene, sebbene non sia ancora arrivato nella vita quotidiana, ha suscitato l’interesse degli scienziati di tutto il mondo per le sue caratteristi, tanto che l’Unione Europea ha investito un miliardo di euro per dare vita all’industria del grafene. La sua capacità di condurre l’elettricità faceva pensare che fosse indicato nel campo dell’elettronica, oltre che in quello delle costruzioni, ma non ha mai avuto grande successo a livello commerciale.

Una nuova ricerca del MIT ci svela un possibile sostituto che potrebbe essere addirittura migliore: il borofene. Questo materiale presenta una struttura composta da un singolo strato di atomi di boro ed è adatto a una vastissima gamma di applicazioni. Gli elettrochimici pensano che il borofene potrebbe diventare il materiale anodico in una nuova generazione di batterie agli ioni di litio più capienti. I chimici sono affascinati dalle sue capacità catalitiche, mentre i fisici stanno testando le sue capacità utilizzandolo come un sensore per rilevare numerosi tipi di atomi e molecole.

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Il borofene risulta essere più forte del grafene e più flessibile. È un buon conduttore di elettricità e calore, e anche un superconduttore. Queste proprietà variano a seconda dell’orientamento del materiale. Questo lo rende “sintonizzabile”, almeno in linea di principio. Questo è uno dei motivi per cui i chimici sono così entusiasti.

Il borofene è anche leggero e abbastanza reattivo. Ciò lo rende un buon candidato per conservare gli ioni metallici nelle batterie. “Il borofene è un materiale anodico promettente per batterie agli ioni di litio, Na e Mg, grazie alle elevate capacità teoriche specifiche, all’eccellente conduttività elettronica e alle eccezionali proprietà di trasporto degli ioni”, affermano il dott. Wang e il suo team di ricerca.

Ciò significa che potrebbe sostituire le attuali batterie al litio, presenti in smartphone e altri dispositivi elettronici, che sono non degradebili o tossiche e rappresentano un vero problema per l’ambiente.

Anche lo sviluppo delle batterie a idrogeno potrebbe beneficiare del Borofene: gli studi teorici suggeriscono che questo elemento potrebbe immagazzinare oltre il 15% del suo peso in idrogeno, superando significativamente le capacità degli altri materiali.

Le aspettative sono tante. La ricerca sul grafene continua ma parimenti si sta cercando un modo per condurre il borofene in grandi quantità. E la reattività del materiale significa che è vulnerabile all’ossidazione, quindi deve essere accuratamente protetto. Entrambi i fattori rendono il borofene costoso da produrre e difficile da gestire. Il lavoro da fare è ancora tanto ma gli scienziati si dicono ottimisti.

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