Depuis sa redécouverte et sa caractérisation en 2004, Le graphène a fait l'objet d'innombrables efforts de recherche dans de multiples domaines. C'est un matériau polyvalent constitué d'un réseau de carbone bidimensionnel (2-D), une mince feuille de carbone qui a une épaisseur d'un atome. Le graphène n'est pas seulement plus résistant que les aciers les plus résistants, mais a aussi une myriade de produits chimiques intéressants, électronique, et des caractéristiques mécaniques qui ont amené les scientifiques à se demander si des réseaux 2D similaires d'autres matériaux pourraient avoir des propriétés aussi utiles.

Un nouveau matériau 2-D qui a été récemment signalé est le borophène, un analogue du graphène constitué d'atomes de bore au lieu d'atomes de carbone. Cependant, comme on peut s'y attendre pour des feuilles 2D de n'importe quel matériau, la synthèse du borophène s'est avérée difficile. Les chercheurs nécessitent soit l'utilisation d'un substrat pour rendre le borophène plus stable, soit le couplage du bore avec des groupes hydroxyle (OH-), qui empêche la planéité atomique.

Dans une étude récente menée à l'Institut de technologie de Tokyo, une équipe de recherche comprenant Tetsuya Kambe, Akiyoshi Kuzume et Kimihisa Yamamoto ont synthétisé des feuilles de borophène oxydées atomiquement plates grâce à une méthode simple basée sur une solution. D'abord, ils ont synthétisé des couches empilées d'oxyde de borophène par un processus assez simple utilisant un sel de borohydrure de potassium (KBH 4 ). Une analyse aux rayons X a révélé la structure en couches 2-D du matériau, dans lequel des couches d'atomes de bore formant un réseau hexagonal 2-D avec des atomes d'oxygène comme ponts ont été intercalées avec des couches contenant des atomes de potassium. Puis, l'étape suivante consistait à trouver un moyen d'exfolier des couches atomiquement minces du réseau d'oxyde de borophène. Les chercheurs y sont parvenus en mettant le matériau dans du diméthylformamide, qui est un solvant organique couramment utilisé. Différents types de mesures ont été effectués pour vérifier la structure des feuilles exfoliées, dont la microscopie électronique, spectroscopie, et la microscopie à force atomique. Les résultats ont confirmé que la méthode proposée était efficace pour produire les feuilles de borophène oxydées atomiquement plates souhaitées.

Finalement, les chercheurs ont effectué des mesures de résistivité pour analyser les propriétés conductrices de feuilles de borophène empilées et ont trouvé une caractéristique intéressante appelée anisotropie. Cela signifie que les feuilles présentaient différents types de conductivité en fonction de la direction du flux de courant. Le matériau s'est comporté comme un semi-conducteur dans la direction inter-plans, alors qu'il présentait un comportement semblable à un métal dans la direction dans le plan du réseau de bore. Les mécanismes à l'origine de ces deux types de conduites ont été élucidés, également. "Il est important de noter que nos feuilles de bore peuvent être manipulées facilement aux conditions ambiantes, " a déclaré le Dr Kambe, indiquant que cette recherche pionnière pourrait conduire à des applications pratiques pour le borophène.

Trouver des méthodes faciles pour la synthèse du borophène et des composés à base de borophène est crucial pour mener des recherches plus approfondies sur ce matériau intéressant et ses utilisations potentielles. "Comme le graphène, le borophène devrait avoir des propriétés uniques, incluant des caractéristiques mécaniques extraordinaires et un comportement métallique qui pourraient être exploités dans une variété de domaines, " a déclaré le Dr Kambe. Espérons que, les découvertes et développements futurs sur les matériaux 2D permettront aux chercheurs d'utiliser leurs propriétés exotiques et de les adapter à des besoins spécifiques.