Bor že dolgo buri domišljijo raziskovalcev. Njegovi atomi so zmožni številnih načinov vezave, čisti bor pa se pojavlja v številnih različicah: nekatere so prozorne, druge neprozorne, večina jih ima slabo prevodnost, vse doslej znane pa so bile izjemno trde. Zdaj pa so strokovnjaki izdelali novo, potencialno uporabno različico, ki je deformabilna in ima električno prevodnost več kot milijonkrat višjo od tipičnih materialov iz bora. O strukturi z imenom Imma-B60 so v reviji Nature Chemistry poročali.
Tako kot ogljik, ki je v periodnem sistemu njegov sosed in se pojavlja v strukturah, kot sta diamant ali grafit, lahko tudi bor zavzame več oblik, imenovanih alotropne modifikacije, ki kažejo različne lastnosti. Zadnje odkritje nenavadnega alotropa bora sega v leto 2009. Artem Oganov, materialni kemik z Inštituta za znanost in tehnologijo Skolkovo v Moskvi, ki je sodeloval pri tisti raziskavi, je povedal, da bi lahko odkritje Imma-B60 odprlo pot sintezi celotne družine materialov.
Bor običajno zlahka reagira z drugimi elementi in raje tvori boride kot čiste alotrope bora. Ker so atomi bora lahki (le približno desetkrat težji od protonov), jih je pri poskusih lahko težko natančno zaznati. Ta dvojni izziv je eden od razlogov, da so v zadnjih 16 letih odkrili komaj kakšen alotrop bora – čeprav so strokovnjaki napovedali obstoj več takšnih.
Za izdelavo Imma-B60 so Xiang-Feng Zhou, materialni raziskovalec z univerze Yanshan v kitajskem Qinhuangdau, in sodelavci razvili dvostopenjski postopek, ki ga pri boru še nikoli niso uporabili. Najprej so bor in natrij izpostavili visokemu pritisku in tako bor prisilili v reakcijo z natrijem. Nato so zmes v vakuumu segreli na 900 °C, da bi skoraj popolnoma odstranili natrijeve nečistoče, in tako ustvarili Imma-B60.
»To je učinkovita metoda – ni povsem nova, a morda doslej najelegantnejša in najsodobnejša uporaba,« pravi Oganov. »Posledice so lahko zelo daljnosežne.«
Nova modifikacija je sestavljena iz mreže atomov bora, v kateri so na mestih, kjer so prej bili natrijevi atomi, prazni prostori. To omogoča t. i. dislokacijsko drsenje atomov, kar materialu daje preoblikovalnost, tako da ga je mogoče raztegniti na 123 % prvotne dolžine. Po raztegu pa ne pridobi nazaj prvotne oblike. Prevodnost novega alotropa bora je višja kot pri vseh doslej odkritih – v čistem stanju, če iz njega odstranimo vse natrijeve nečistoče, pa naj bi po napovedih imel celo kovinske lastnosti. To bi mu zagotovilo še večjo električno prevodnost.
Oganov vidi možnosti uporabe Imma-B60 v sončnih celicah in drugih termoelektričnih materialih – takih, ki temperaturne razlike pretvarjajo v električno energijo. Alotrop bi lahko dopolnil ali celo nadomestil borov karbid (B4C) – material, ki ga trenutno uporabljajo v neprebojnih oklepih –, ki atome bora in ogljika združuje v trd, a lahek material in ga imenujejo tudi »črni diamant«.
Čeprav ima material edinstvene lastnosti, ostaja odstranjevanje natrija iz večjih kristalov izziv, pravi Irina Chuvashova, materialna kemičarka z Mednarodne univerze Floride. Največji kristal, ki ga je izdelala skupina, je imel premer 3 mikrometre (to je približno 20-krat manj od premera človeškega lasu). »Preden lahko govorimo o možnostih uporabe, moramo biti sposobni povečati velikost,« pravi Chuvashova. »Pri termoelektričnih aplikacijah lahko govorimo o vidnih velikostih – milimetrih, morda celo centimetrih.«
