Bor se svým protonovým číslem 5 a jednoduchým atomem možná vypadá nudně, ale zdání v tomto případě velmi klame. Bor totiž umí udělat pozoruhodně rozmanité alotropické modifikace (alotropy) čili formy bory s různým uspořádáním atomů, které mohou mít velmi různé vlastnosti. Je jich už známá celá řada, ale většina z těchto forem boru není měkce plastická a současně vysoce elektricky vodivá.
Čínský výzkumný tým navrhl novou alotropickou modifikaci boru Imma-B60, kterou získali odstraněním sodíku ze sloučeniny boridu sodného nebo vlastně sodíkem dotovaného borového skeletu Na₄B₆₀. Na rozdíl od hustých a těsně uspořádaných atomárních struktur běžných forem elementárního boru vytváří Imma-B60 porézní otevřenou strukturu tvořenou dvanáctiatomovými borovými klecemi propojenými trojatomovými trojúhelníkovými jednotkami.
Tato neobvyklá, a tak trochu sci-fi struktura se při namáhání dokáže uvnitř přeskupovat, takže tento nový alotrop lze deformovat až o 23 %, aniž by se rozpadl. Imma-B60 navíc vede elektrický proud deset milionkrát lépe než běžná forma boru. Důvodem je jeho velmi úzký zakázaný pás, menší než 0,2 eV.
Bor (beta kosočtverečný). Kredit: James L Marshall, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
|
Alotropy boru v nanometrovém rozlišení. Kredit: Chen et al. (2026), Nature Chemistry.
|
Boron je pozoruhodně všestranný prvek. Někdy hraje klíčovou roli v polovodičových technologiích, jindy se díky schopnosti velmi účinně rozptylovat neutrony uplatňuje ve výzkumu neutronového záření a v jaderných aplikacích. Strukturní vlastnosti, které bor činí užitečným, mají ale i své mínusy. Běžné formy elementárního boru jsou přirozeně extrémně tvrdé, při mechanickém namáhání křehké a současně velmi špatně vedou elektrický proud, protože mají široký zakázaný pás přesahující 1,5 eV.
##seznam_reklama##
Materiáloví vědci o podobný bor dlouho usilovali. Teoretické modely ukazovaly, že by plastický a vysoce vodivý bor měl existovat, ale přes veškerou snahu se ho nedařilo vyrobit. Až teď to konečně vyšlo. Tvůrci se domnívají, že by bor Imma-B60 by mohl posloužit například při vývoji mechanicky odolných funkčních anorganických materiálů. Imma-B60 každopádně nabízí boru možnosti daleko za hranicemi jeho tradičního využití v polovodičových aplikacích.
Video: Allotropes of Carbon Explained in Simple Words for Beginners
Literatura