נוצרה צורה יוצאת דופן של בורון טהור: מוליכה זרם ועומדת בעיוות חזק

חוקרים סינתזו צורה גבישית חדשה של בורון טהור, השונה בתכונותיה באופן חד מהזנים המוכרים של היסוד. החומר, שקיבל את הסימון Imma-B60, מוליך זרם חשמלי טוב פי כעשרה מיליון מ-β-בורון רגיל, ומסוגל להימתח פלסטית בכ-23% בלי להישבר. המחקר פורסם ב-Nature Chemistry.

הצורות המוכרות של בורון טהור הן בדרך כלל חומרים מוליכים למחצה, קשים ושבירים במיוחד. במשך זמן רב לא הצליחו להפיק בורון שהוא גם מוליך טוב וגם פלסטי, בשל מאפייני הקשרים הכימיים של היסוד. המבנה החדש מורכב מאיקוסהדרונים B12 המחוברים בקבוצות משולשות של שלושה אטומי בורון, שביניהן נותרים חללים גדולים יחסית.

החוקרים הפיקו את החומר בשני שלבים. תחילה הועמדו הבורון והנתרן בלחץ גבוה, ונוצרה התרכובת Na4B60. לאחר מכן היא חוממה לכ-400°C בוואקום, וכך הוסר הנתרן כמעט במלואו. בתום התהליך נותר שלד פתוח של אטומי בורון - מבנה שקשה היה להפיק בסינתזה ישירה.

המוליכות החשמלית של Imma-B60 עומדת על כ-900 סימנס למטר - גבוהה בכשבעה סדרי גודל מזו של β-בורון. לא פחות חריגה היא הפלסטיות המכנית שלו: את החומר אפשר לעוות בכ-23%, ושינוי הצורה מתרחש באמצעות החלקת דיסלוקציות בתוך סריג הגביש. בשונה מחומר אלסטי, לאחר המתיחה הוא אינו חוזר לצורתו המקורית.

המחברים רואים חשיבות לא רק בהפקת הזן המסוים של הבורון, אלא גם בשיטת הסינתזה עצמה: יצירת תרכובת ביניים עם יסוד אחר והסרתו לאחר מכן עשויה לפתוח דרך לחומרים מטא-יציבים אחרים בעלי תכונות בלתי שגרתיות. את היישומים המעשיים האפשריים של Imma-B60 עוד יש לחקור.