如果莱斯大学研究人员的新方法能够付诸实践，硼烯可能会吸引更多材料科学家并实现他们的想法。

莱斯大学材料科学家的一项研究表明，有可能以一种易于与基材分离的方式生长硼烯（二维硼）。他们计算出，在六方氮化硼上生长的硼烯允许硼烯沿基板台阶边缘成核。图片来源：Ksenia Bets/莱斯大学

材料工程理论家赖斯的乔治布朗学院的鲍里斯Yakobson和他的小组建议的方法合成borophene，硼的2D版本，在某种程度上，可以更容易地释放或操纵。

根据该小组在美国化学学会期刊ACS Nano 上的论文，这将涉及在六方氮化硼(hBN)（一种绝缘体）上生长奇异材料，而不是在分子束外延 (MBE) 中通常使用的更传统的金属表面。

生长的硼烯和相对化学惰性的 hBN 之间较弱的范德华力将使材料更容易从基材上去除以用于应用。它还可以更简单地直接评估硼烯（无需将其从基板上提起）的等离子体和光子（即光处理）特性，因为没有金属基板干扰。这也将有助于对其电子特性的实验，这可能会让研究超导性的人感兴趣。

Yakobson 团队，包括第一作者和研究生阮启元以及合著者 Luqing Wang（莱斯大学的校友）和研究科学家 Ksenia Bets，计算了硼烯和 hBN 的原子级能量。他们发现阶梯式和平台 hBN 衬底鼓励漂浮在 MBE 室中的硼原子点燃，促进成核生长。

由于 hBN 与石墨烯一样，具有类似铁丝网的六边形晶格，其原子排列也允许在其表面形成的新晶体的边缘外延生长。在外延中，新材料的生长在一定程度上取决于下面的晶格。在这种情况下，这种增长发生在高原凸起的一侧。

特别是，精确的 ab initio 计算表明，硼原子对 hBN 台阶及其锯齿形边缘具有“高亲和力”，绕过了基板上任何其他位置对成核的阻碍。这使得晶体的生长开始在坚实的基础上。

贝茨说，表面上的台阶是一维实体，硼对台阶的亲和力使一维成核成为可能，众所周知，它没有热力学障碍。这是破冰船，因为成核几乎无障碍地发生，然后延伸到所需的二维硼烯中。

阮指出，在从物理化学的角度仔细研究了这个想法之后，困难的部分开始了。他说，最费力的部分是以最高精度呈现所有定量值和论点。对于我们的大型结构，这涉及使用相当昂贵且耗时的计算方法。

生长机制表明研究人员还考虑了流行的石墨烯作为基材。他们的计算表明，石墨烯的固有晶格能会在表面捕获硼原子或二聚体，并阻止它们使硼烯成核。

Yakobson 在预测硼原子可以做什么方面有着悠久的历史，然后观察实验室成功地接受挑战。他对最新的理论抱有同样的希望。

他说，这个过程看起来非常合乎逻辑，而且这种方式似乎令人信服，我们确实希望世界各地的实验家能够尝试一下，就像我们早先关于金属合成的提议一样。我们很乐观，但仍然保持祈祷。实验室中的意外通常意味着一个愉快的结果，但也意味着一个惊喜，可能是一个意想不到或不希望的障碍。

Yakobson 是材料科学和纳米工程的 Karl F. Hasselmann 教授和莱斯大学的化学教授。