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莱斯大学的研究人员计算出,二维纯金属硼片可以采取多种形式,其中原子从基质中脱落,留下六边形空间图像由莱根大学的Evgeni Penev / Rice大学科学家使用瑞士奶酪的概念分析二维硼片的可能结构他们发现,这些二维硼片在卷入管子时,可以比碳纳米管具有明显的优势,因为硼纳米管总是金属的,避免了选择特定的挑战对称什么时候什么都没有

当它引发关于硼的揭示时,一个具有未开发潜力世界的元素理论物理学家鲍里斯雅科布森和他在莱斯大学的团队采取了一种不同寻常的方法来分析二维硼片的可能结构,正如本周报道的那样

美国化学学会期刊Nano Letters将其作为瑞士奶酪进行处理 - 其中孔与奶酪本身一样 - 是确定原子薄硼片可能看起来像什么样的片材的主要概念,当卷成中空管时,或纳米管,可以比碳纳米管具有明显的优势;硼纳米管总是金属的,而纳米管中的碳原子可以排列成金属或半导体纳米管这种原子排列的变化 - 称为手性 - 是碳纳米管加工和开发的主要障碍之一“如果我疯狂地梦想我喜欢认为硼纳米管会制造出一种能量输送很大的量子线,“Yakobson说,Rice的Karl F Hasselmann机械工程和材料科学教授和化学教授”它会有碳的好处,但没有挑战选择一个特定的对称性“一个硼晶格,即使只是两个维度,也可以有一系列的配置,Yakobson说完全打包,它是一个以三角形排列的原子层,这是一个极端但是取出一个原子,六个三角形成为什么六角形取出所有这些可能的原子,片材看起来就像石墨烯,二维,单原子厚的碳在过去十年中,化学和材料科学领域一直风靡一时

在这两个极端之间存在数千种可能形式的纯硼,其中缺失的原子会留下六边形孔的图案“碳是明确定义的,”Yakobson说,他们的理论关注的是原子之间的相互作用,因为它们的结合和断裂“石墨烯的六边形形式的任何偏差都是我们所说的缺陷,它具有负面含义”但我们发现二维硼的种类丰富,“他说:“这一切都已经净化了 - 这里没有非硼,即使有空位,空地也是如此

令人惊奇的是大自然喜欢这样做;不是六边形,每三个位置缺少一个原子,而不是一个三角形晶格最佳位于中间“在最稳定的中间地带,研究人员发现晶格中有10%到15%的硼原子缺失,雅各布森说,使用传统的计算方法来评估数以千计的硼配置会花费太多而且耗时太长所以他和赖斯研究科学家Evgeni Penev应用了群集扩展,这是一种更常用的计算方法合金“Evgeni给了它一个扭曲:他把空的空间作为第二种合金成分处理,就像你没有瑞士奶酪没有'合金'的空隙和真正的奶酪一样,在这个计算中,孔是相同的,物理实体“以空间作为假合金,研究人员发现了一种可能用于识别具有特定空位浓度T的稳定硼片的一系列形成能量嘿还发现合成的硼层可能是多态的:每张都可以包含混杂的图案并且仍然被认为是纯硼“多态意味着所有这些可能性几乎相同,并且同样可能形成,”Yakobson说“这是基础物理学的一小部分,“佩内夫说”下一步是考虑更实际的事情,比如它是否可以合成,在什么条件下“Yakobson,他在2007年首次提出了80原子硼”布基球的可能性理论,“他表示虽然硼难以使用,但这种困难使得它更有价值”一方面,很难想象一种可能性或者是获得实验证据另一方面,该领域不像石墨烯那样拥挤“该论文的共同作者是赖斯博士后研究人员Somnath Bhowmick和Arta Sadrzadeh该研究得到了能源部和国家科学基金会的资助

Rice的DAVinCI计算机集群资料来源:莱斯大学Mike Williams图片:Evgeni Penev / Rice大学

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