Новая форма элементарного бора, получившая название Imma-B60, образуется путем дегазации натрия из кристалла натрий–бор.
Обычный бор — материал с противоречивым характером: он чрезвычайно тверд, но хрупок, а электричество проводит довольно плохо. Но недавно ученым удалось получить его новую форму, которая ломает привычные правила. Кристалл Imma-B60 оказался одновременно пластичным и электропроводным. Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.
Бор посадили на «натриевый каркас», а потом вынули натрий
Новую разновидность бора получили не традиционным нагревом самого элемента. Исследователи сначала сформировали соединение Na4B60 — фактически заготовку, внутри которой атомы натрия помогали удерживать необычную открытую структуру бора.
Для выращивания более крупных кристаллов использовали промежуточные слои цинка. Благодаря этому внутри кристаллической структуры образовались каналы, по которым впоследствии можно было удалить натрий.
Затем кристаллы поместили в вакуумную печь и нагревали до 900°C в течение двух суток. Вакуум вытянул атомы натрия наружу, а каркас из атомов бора сохранился. Так и появился Imma-B60 — новая форма чистого элементарного бора.
Ее структура совсем не похожа на плотную упаковку привычных фаз. В основе материала находятся борные каркасы из 12-атомных кластеров, соединенных треугольными группами из трех атомов бора. Такая конструкция оставляет внутри пространства и позволяет атомным слоям смещаться под нагрузкой.
Открытая структура Imma-B60. Источник: Nature Chemistry (2026). DOI: 10.1038/s41557-026-02267-7Кристалл можно деформировать, не превращая его в порошок
Главное свойство Imma-B60 — пластичность. При механическом воздействии атомные плоскости могут скользить друг относительно друга благодаря дислокационному механизму. Поэтому материал способен сгибаться на 23% без разрушения.
Для бора это необычный результат: традиционные его формы отличаются высокой твердостью и хрупкостью. Авторы также испытали наностолбики нового материала на сжатие и зафиксировали значительную деформацию без нарушения целостности структуры.
Но удивляет не только механика. Imma-B60 оказался узкозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны менее 0,2 эВ. При комнатной температуре его электропроводность составила около 9×10² Сименс на метр — примерно на семь порядков выше, чем у β-бора.
Иными словами, ученые получили бор, который способен заметно деформироваться и при этом гораздо эффективнее проводить электричество. Именно сочетание этих двух свойств раньше было одной из главных проблем при создании новых аллотропных форм элемента.
Пока речь идет именно о лабораторном материале, а не о готовых гибких проводах, дисплеях или электронных компонентах. Однако авторы исследования считают, что открытая структура Imma-B60 может стать основой для поиска других прочных и функциональных неорганических материалов.
Наше открытие не только создает мощную стратегию получения метастабильных материалов на основе прекурсоров, но и существенно расширяет возможности применения бора, выходя за рамки обычных сверхтвердых полупроводниковых фаз.Из аннотации к статье в Nature Chemistry
Похожую проблему — почему одни кристаллы гнутся, а другие ломаются — Hi-Tech Mail разбирал здесь.
Еще один свежий материал наглядно показывает, как внутренняя механика кристаллов, удивительно похожая на ножничный подъемник (пантограф), позволяет материалу изгибаться без разрушения.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
