Aplicaciones posibles del Borofeno

Las propiedades fisicoquímicas de este material pueden manipularse actuando sobre la orientación y la distribución de los huecos en la estructura monocapa de átomos de boro. Por esta razón, es probable que los químicos y los ingenieros de materiales encuentren la manera en el futuro de poner a punto distintas estructuras cristalinas de átomos de boro con diferentes propiedades, y, por tanto, con distintas aplicaciones. De hecho, algunas de estas variantes del borofeno ya se han obtenido en condiciones de laboratorio.

El borofeno es más duro y flexible que el grafeno, por lo que sus posibles aplicaciones son interesantísimas, su ligereza, alta conductividad y elevada capacidad de transporte de iones lo colocan como un candidato ideal para fabricar los electrodos de las baterías de iones de litio, sodio, potasio, magnesio o aluminio que utilizamos actualmente. Un apunte breve antes de seguir adelante: un ion es un átomo o molécula que no es eléctricamente neutro y que, por tanto, tiene carga eléctrica positiva o negativa.



Para entender un poco mejor el posible papel del borofeno en las baterías nos viene bien repasar qué es un electrodo. El cátodo y el ánodo son los electrodos de las baterías, y esto significa, sencillamente, que son conductores eléctricos que están en contacto con un elemento no metálico de un circuito. En el caso de las baterías ese elemento no metálico es el electrolito, que podemos definirlo como una sustancia que contiene iones, y que, por esta razón, actúa como un conductor eléctrico.

La liberación de la energía eléctrica se produce gracias a un fenómeno conocido como reacción redox (reducción-oxidación), que es un proceso químico en el que un conjunto de electrones viaja de un elemento a otro, alterando su estado de oxidación. En nuestras baterías el cátodo es el elemento que sufre la reacción de reducción, y, por tanto, recibe electrones y reduce su oxidación. Y el ánodo es el electrodo que hace todo lo contrario, es decir, pierde electrones, y, por esta razón, se incrementa su oxidación.

Otra propiedad del borofeno de la que hablan estos científicos asiáticos en su interesantísimo informe es su alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno, que en el futuro podría tener un rol fundamental en el desarrollo de nuevas pilas de combustible, entre otras posibles aplicaciones. También destacan la posibilidad de utilizar las finas láminas de borofeno en la fabricación de supercondensadores con una densidad de energía muy alta y una gran estabilidad siempre y cuando, eso sí, se prevenga el contacto con el aire para evitar la oxidación del material.

La distribución de los huecos que quedan entre los átomos de boro del borofeno es en gran medida la responsable de que este material tenga la capacidad de comportarse como un superconductor

Además, las propiedades fisicoquímicas del borofeno varían en presencia de determinadas moléculas, una característica que puede ser aprovechada para fabricar detectores de gases. Su conductividad eléctrica, por ejemplo, se incrementa significativamente en presencia de moléculas de formaldehído, que es un compuesto químico volátil muy inflamable, y, por tanto, también muy peligroso. En este contexto el borofeno puede utilizarse para detectar no solo la presencia de moléculas de este gas, sino también de otros compuestos químicos potencialmente peligrosos, como el etanol o el ácido cianhídrico.

Por otro lado, como anticipé unos párrafos más arriba, la peculiar estructura cristalina que conforman los átomos de boro confiere al borofeno la capacidad de transformarse en un superconductor. Precisamente, los huecos que quedan entre algunos de esos átomos debido a que una parte de ellos no establece enlaces con otros seis átomos de boro son en gran medida los responsables de que la superconductividad del borofeno sea factible. Gracias a esta propiedad es probable que este material pueda ser utilizado para fabricar los imanes superconductores que usamos, por ejemplo, en las máquinas de resonancia magnética nuclear de los hospitales, en los trenes que se desplazan mediante levitación magnética y en los aceleradores de partículas.

Por su dureza, ligereza y flexibilidad. Gracias a ellas podrá ser empleado como alternativa al grafeno por algunas de las industrias que tenían puesto su foco en este último material. Es probable que, si los científicos consiguen superar los dos retos de los que vamos a hablar en la siguiente sección del artículo, el borofeno se pueda usar en la fabricación de blindajes y chasis para todo tipo de vehículos, como coches, aviones o barcos.


Fuentes:
Artículo: "Así es el borofeno, el material que ha arrebatado al grafeno el podio al elemento más exótico y prometedor" publicado en https://www.xataka.com por JUAN CARLOS LÓPEZ el 15 Mayo 2019
URL: https://www.xataka.com/investigacion/asi-borofeno-material-que-ha-arrebatado-al-grafeno-podio-al-elemento-exotico-prometedor