硼墨烯是新型二維材料 未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮?/h6>
硼墨烯，一種二維材料，是元素硼形成的類似石墨烯的單層平面原子結(jié)構(gòu)，是僅有一層原子厚度的薄膜。硼墨烯由人工合成，預(yù)測(cè)有多種結(jié)構(gòu)，其擁有獨(dú)特屬性，展現(xiàn)出許多金屬特性，特別是電子特性優(yōu)異，是一種新型二維材料。
20世紀(jì)90年代中期，硼墨烯被首次理論預(yù)測(cè)存在，2015年，硼墨烯在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，由于具有高度多態(tài)性，硼墨烯預(yù)測(cè)存在多種結(jié)構(gòu)。硼墨烯具有穩(wěn)定性高、機(jī)械性能好、硬度高、楊氏模量高等特點(diǎn)。與目前研究成果多、應(yīng)用需求持續(xù)擴(kuò)大的石墨烯相比，硼墨烯機(jī)械性能、硬度與之接近，楊氏模量在水平方向上更高，而在垂直方向上較低，存在性能差異。
硼墨烯制備與石墨烯不同，石墨由多層二維層堆疊形成，剝離單層二維層即得到石墨烯，而硼并非由二維層堆疊形成，天然不存在，無(wú)法通過(guò)剝離得到，必須人工合成。目前，硼墨烯制備主要采用物理氣相沉積法，在超高級(jí)真空條件下，將硼氣化，氣化產(chǎn)生的粒子沉積到基底上（一般采用金屬基底），形成單層薄膜，從而得到硼墨烯。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)硼墨烯行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，與石墨烯相比，硼墨烯強(qiáng)度更高、結(jié)構(gòu)靈活性更高，可以廣泛應(yīng)用在傳感器、太陽(yáng)能電池、儲(chǔ)能、柔性電子、催化化學(xué)等領(lǐng)域。特別是在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，硼墨烯可作為功能更為強(qiáng)大的新型負(fù)極材料，用于鋰離子電池制造中。目前，在實(shí)驗(yàn)室中已制備出多種結(jié)構(gòu)的硼墨烯，主要是多晶型硼墨烯，在實(shí)際應(yīng)用中，單晶型硼墨烯需求更多，因此硼墨烯技術(shù)研究還在不斷深入。
2022年1月，美國(guó)耶魯大學(xué)團(tuán)隊(duì)在方形晶格Cu(100)表面上合成微米級(jí)的硼墨烯單晶，這是與之前研究都不相同的硼墨烯晶型，并且發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)基底和表面材料的選擇來(lái)設(shè)計(jì)平面內(nèi)硼墨烯結(jié)構(gòu)。除耶魯大學(xué)外，國(guó)內(nèi)外硼墨烯相關(guān)科研院所還有中國(guó)清華大學(xué)、中國(guó)廈門(mén)大學(xué)、美國(guó)布朗大學(xué)、美國(guó)西北大學(xué)、美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校、美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等。
新思界行業(yè)分析人士表示，為推動(dòng)工業(yè)技術(shù)升級(jí)，全球市場(chǎng)對(duì)新材料的研究與應(yīng)用關(guān)注度高，政府與資本在新材料研究領(lǐng)域的投資力度不斷加大，高性能新材料不斷被研發(fā)問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展速度加快。硼墨烯作為新型的二維材料，具有優(yōu)異的電子特性，在電子、能源等產(chǎn)業(yè)中擁有巨大發(fā)展?jié)摿?，短期?lái)看由于仍處于研究階段，其應(yīng)用市場(chǎng)尚未形成，但長(zhǎng)期來(lái)看，對(duì)比石墨烯，其擁有廣闊市場(chǎng)空間。
來(lái)源：新世界網(wǎng)