Durante muchos años se creyó que los átomos de carbono solo podían formar dos tipos de sólidos: el diamante y el grafito. Más tarde se constató la existencia de otras posibles formas de organización molecular: los fullerenos y los nanotubos. Pero el viejo grafito escondía en su seno otro material de propiedades asombrosas: el grafeno. Este consiste en una lámina de átomos de carbono de tan solo un átomo de grosor y dispuestos según un ordenamiento hexagonal que, además de su extraordinaria flexibilidad, posee una elevadísima conductividad eléctrica (entre otras muchas virtudes). Sus sorprendentes propiedades llevaron a la Unión Europea a destinar cantidades ingentes de dinero para la investigación sobre su posible aplicación en la fabricación de chips que habrían de revolucionar la electrónica. Aun cuando esa posibilidad no está agotada y puede deparar buenos resultados, una nueva sorpresa ha surgido ahora que con el tiempo pudiera destronara al propio grafeno: el carbono no es el único elemento capaz de formar láminas de grosor atómico con propiedades prodigiosas.

La duda surgió en los años noventa, y ya entonces los investigadores barajaron la posibilidad teórica de que los átomos de boro, pudieran repetir la hazaña del carbono. Por semejanza, el nuevo material teórico fue denominado borofeno. Pero no fue hasta el año 2015 cuando aquella posibilidad teórica pudo confirmarse experimentalmente. El retraso se debió a la extraordinaria complejidad de la síntesis.

La primera vía para su obtención que ha tenido éxito (aunque no se descarta que existan otras posibles rutas más eficaces) consistió en la deposición química a partir de vapor. Este proceso consiste en conseguir que un gas que contiene boro, a muy alta temperatura, condense sobre una superficie más fría, con objeto de que el boro cristalice formando una fina película, de una única capa de átomos, que constituye el buscado borofeno. La superficie sobre la que se condensa debe ser de plata, porque esta facilita la distribución de los átomos de boro siguiendo patrones hexagonales. En realidad, la coordinación en el borofeno no siempre es hexagonal, pues no todos sus átomos enlazan con otros seis; algunos solo lo hacen con cuatro o cinco dando lugar a unos huecos en su estructura, responsables, a la postre, de las propiedades tan impresionantes del material. En la Figura 1 se muestran dos posibles estructuras del borofeno.

Figura 1: Dos probables estructuras cristalinas de borofenos obtenidos experimentalmente. (Imagen tomada de Wikipedia [3])

Se da la circunstancia que el borofeno supera las singulares propiedades del grafeno (gran flexibilidad, ligereza y resistencia) que le han granjeado su reputación y que lo han convertido en uno de los materiales más estudiados en estos últimos años. Además, jugando con los huecos de la estructura del borofeno se puede conseguir que sea aislante o conductor, tanto del calor o de la electricidad, o incluso que actúe como superconductor. Debido a su elevada reactividad química, puede almacenar iones metálicos para la fabricación de baterías más duraderas. También se presenta como un poderoso aliado en la fabricación de las pilas de hidrógeno, ya que puede almacenar hasta un 15% de su masa en hidrógeno.

Naturalmente, no todo iban a ser ventajas; por ejemplo, la de que aún no se ha encontrado una forma de producirlo de manera industrial y, dada a su alta reactividad, evitar que se oxide al estar en contacto con el aire. Si se consiguen superar estos dos problemas seguramente el borofeno estará llamado a desempeñar, junto al grafeno, un papel relevante entre los materiales del futuro.

Referencias:

[1] https://www.xataka.com/investigacion/asi-borofeno-material-que-ha-arrebatado-al-grafeno-podio-al-elemento-exotico-prometedor

[2] https://www.technologyreview.es/s/11079/borofeno-el-nuevo-material-prodigioso-que-podria-destronar-al-grafeno

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Borophene