நிலையான மெல்லிய போரானை உருவாக்குவது சாத்தியமா?

நர்த்தவெஸ்டேர்ன்  பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் மெல்லிய அணு கொண்ட போரானான  போரோபேனை உருவாக்கியுள்ளனர், இது எந்தவித வெப்பநிலை மற்றும் காற்று அழுத்தங்களிலும் சீராக இருக்கும் ஆற்றலை கொண்டது.

போரோபீனின் பண்புகள் ஆராய்ச்சியாளர்களை உற்சாகமாகமூட்டும் வகையில் உள்ளது. போரோனின் ஒற்றை அணுவானது வலிமை, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மின்னணு பண்புகள் கொண்டுள்ளது. கிராபெனை விட வலுவான, இலகுவான மற்றும் நெகிழ்வான, போரோபீன் மின்கலன்கள், மின்னணுவியல், உணரி(Sensors), ஒளிமின்னழுத்தங்கள் மற்றும் குவாண்டம் கணக்கிடுதல் ஆகியவற்றில் புரட்சியை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

துரதிர்ஷ்டவசமாக, போரோபீன் ஒரு அல்ட்ராஹை வெற்றிட அறைக்குள் மட்டுமே உள்ளது, இது ஆய்வகத்திற்கு வெளியே அதன் நடைமுறை பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. போரோபீனை அணு ஹைட்ரஜனுடன் பிணைப்பதன் மூலம், நர்த்தவெஸ்டேர்ன் குழு போரோபேனை உருவாக்கியது, இது போரோபீனைப் போன்ற அற்புதமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் வெற்றிடத்திற்கு வெளியே நிலையானது.

“பிரச்சனை என்னவென்றால், போரோபீனை அல்ட்ராஹை வெற்றிடத்திலிருந்து வெளியேற்றி காற்றில் செலுத்தினால், அது உடனடியாக ஆக்ஸிஜனேற்றமடைகிறது” என்று ஆராய்ச்சிக்கு தலைமை தாங்கிய மார்க் C. ஹெர்சம் கூறினார். “இது ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டவுடன், அது இனி போரோபீன் அல்ல, அதற்கு கடத்தும் திறனும் அல்ல. அல்ட்ராஹை வெற்றிட அறைக்கு வெளியே போரோபீனை நிலையானதாக மாற்ற முடியாவிட்டால், அதன் நிஜ உலக பயன்பாட்டை ஆராய்வதில் தொடர்ந்து தடை ஏற்படும்”

கிராபெனுடன் அடிக்கடி போரோபீனை ஒப்பிடப்பட்டாலும், போரோபீன் உருவாக்குவது மிகவும் கடினம். கிராஃபீன் என்பது கிராஃபைட்டின் அணு மெல்லிய பதிப்பாகும், இது இரு பரிமாண தாள்களின் அடுக்குகளைக் கொண்ட ஒரு அடுக்கு பொருள். கிராஃபைட்டிலிருந்து இரு பரிமாண அடுக்கை அகற்ற, விஞ்ஞானிகள் அதை வெறுமனே தோலுரிக்கிறார்கள்.

மறுபுறம், போரோன் மொத்த வடிவத்தில் இருக்கும்போது அடுக்கபடுவதில்லை. ஐந்து ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, ஹெர்சம் மற்றும் கூட்டுப்பணியாளர்கள் முதன்முறையாக போரோபீனை நேரடியாக ஒரு அடி மூலக்கூறில் வளர்ப்பதன் மூலம் உருவாக்கினர். இருப்பினும், அதன் விளைவாக கிடைத்த பொருள் வினைபுரியும் ஆற்றலுடன் இருந்தது, இது ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு மாறும் தன்மை உடையதாக அமைந்தது.

“போரோபீனில் உள்ள போரான் அணுக்கள் மேலும் இரசாயன எதிர்விளைவுகளுக்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன” என்று ஹெர்சம் கூறினார். “போரான் அணுக்கள் ஹைட்ரஜனுடன் பிணைக்கப்பட்டவுடன், அவை திறந்த வெளியில் இருக்கும்போது ஆக்ஸிஜனுடன் எதிர்வினையாற்றாது என்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம்.”

இப்போது போரோபேனை நிஜ உலகிற்கு வெளியே கொண்டு செல்ல முடியும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் போரோபேன் பண்புகளையும் அதன் சாத்தியமான பயன்பாடுகளையும் மிக விரைவாக ஆராய முடியும் என்றார் ஹெர்சம்.

References:

• • Li, L. H., & Chen, Y. (2016). Atomically thin boron nitride: unique properties and applications. Advanced Functional Materials, 26(16), 2594-2608.
  • Li, L. H., Cervenka, J., Watanabe, K., Taniguchi, T., & Chen, Y. (2014). Strong oxidation resistance of atomically thin boron nitride nanosheets. ACS nano, 8(2), 1457-1462.
  • Falin, A., Cai, Q., Santos, E. J., Scullion, D., Qian, D., Zhang, R., … & Li, L. H. (2017). Mechanical properties of atomically thin boron nitride and the role of interlayer interactions. Nature communications, 8(1), 1-9.