Hace casi un año el borofeno ni siquiera existía.

Ahora, pocos meses después de que un equipo de la Universidad Northwestern y el Laboratorio Nacional Argonne descubrieran el material, otro equipo dirigido por Mark Hersam ya está avanzando hacia la comprensión de su complicada química y la realización de su potencial electrónico.

Creado en diciembre de 2015, el borofeno es bidimensional, hoja metálica de boro, el elemento comúnmente utilizado en fibra de vidrio. Aunque el borofeno es prometedor para posibles aplicaciones que van desde la electrónica hasta la energía fotovoltaica, estas aplicaciones no se pueden lograr hasta que el borofeno se integre con otros materiales. Ahora el equipo de Hersam, y un poco de casualidad, han logrado esta integración con éxito.

"Los circuitos integrados están en el corazón de todas nuestras computadoras, tabletas, y smartphones, '"dijo Hersam, Walter P. Murphy Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Universidad Northwestern. "La integración es el elemento clave que ha impulsado los avances en la tecnología electrónica".

Con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval y la Fundación Nacional de Ciencias, la investigación apareció en línea el 22 de febrero en la revista Avances de la ciencia . Erik Luijten, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Northwestern, fue coautor del artículo. Xiaolong Liu, un estudiante en el Programa de Posgrado en Física Aplicada de Northwestern, es el primer autor del artículo.

Debido a que el borofeno no aparece en la naturaleza, los científicos deben cultivarlo en el laboratorio sintetizándolo en una hoja de plata. El equipo de Hersam depositó un material orgánico (perileno-3, 4, 9, Dianhídrido 10-tetracarboxílico) encima del borofeno, en un intento de integrar los dos materiales. Lo que sucedió a continuación fue una sorpresa. El material orgánico, que se sabe que se autoensambla esencialmente en cualquier material, en su lugar, se difunde del borofeno y sobre la hoja de plata.

El resultado fue una monocapa autoensamblada del material orgánico directamente al lado del borofeno, formando una interfaz casi perfecta. Las interfaces bien controladas entre distintos materiales permiten dispositivos integrados, incluyendo diodos y energía fotovoltaica. La sorprendente técnica de Hersam pasó por alto el desafío típico de crear una interfaz nítida:hacer que los materiales se toquen pero no se mezclen.

"Esta es una buena casualidad porque resolvimos un problema sin necesidad de ninguna intervención adicional, "Hersam dijo." El borofeno no existía hace un año. Doce meses después ya estamos formando interfaces esencialmente perfectas ".

El hallazgo de Hersam no solo sienta las bases para explorar las aplicaciones electrónicas del borofeno, también ilumina las propiedades fundamentales del nuevo material. El siguiente desafío es mover el borofeno de la plata a un sustrato inerte que no interfiera con sus propiedades electrónicas.

"El borofeno es único en su capacidad para formar interfaces abruptas mediante el autoensamblaje, ", Dijo Hersam." Estamos empezando a comprender su química, lo que guiará nuestros esfuerzos para transferir el material a sustratos apropiados para una mayor integración ".