Bór už dlho fascinuje vedcov. Jeho atómy môžu vytvárať rôzne typy väzieb a čistý bór sa vyskytuje v mnohých formách: niektoré sú priehľadné, iné nepriehľadné, väčšina má nízku vodivosť a všetky doteraz známe formy boli supertvrdé. Teraz však vedci pripravili novú, potenciálne užitočnú formu, ktorá sa dá deformovať a ktorej elektrická vodivosť je viac než miliónkrát vyššia než pri bežných formách bóru. Štruktúru pomenovanú Imma-B60 opísali v časopise Nature Chemistry.
Podobne ako uhlík, ktorý s ním susedí v periodickej tabuľke a vytvára štruktúry ako diamant či grafit, aj bór môže existovať vo viacerých formách, takzvaných alotropických modifikáciách, ktoré majú odlišné vlastnosti. Poslednú nezvyčajnú alotropickú modifikáciu bóru objavili v roku 2009. Artem Oganov, materiálový chemik zo Skolkovského inštitútu vedy a technológií v Moskve, ktorý sa na vtedajšom výskume podieľal, uviedol, že objav Imma-B60 by mohol otvoriť cestu k syntéze celej skupiny materiálov.
Bór zvyčajne ľahko reaguje s inými prvkami a skôr tvorí boridy než čisté alotropické modifikácie. Keďže jeho atómy sú ľahké (len približne desaťkrát ťažšie než protóny), pri experimentoch môže byť náročné ich presne detegovať. Tieto dve prekážky sú jedným z dôvodov, prečo za posledných 16 rokov objavili len málo alotropických modifikácií bóru, hoci vedci predpovedali existenciu viacerých z nich.
Na prípravu Imma-B60 vyvinuli materiálový vedec Xiang-Feng Zhou z univerzity Yanshan v čínskom meste Qinhuangdao a jeho kolegovia dvojstupňový postup, ktorý sa pri bóre ešte nikdy nepoužil. Najskôr vystavili bór a sodík vysokému tlaku, čím vyvolali ich vzájomnú reakciu. Zmes následne zahriali vo vákuu na 900 °C, aby takmer úplne odstránili sodíkové prímesi. Tým vznikol Imma-B60.
„Je to účinná metóda. Nie je úplne nová, ale toto je možno jej doteraz najelegantnejšie a najpokročilejšie využitie,“ hovorí Oganov. „Jej dosah môže byť veľmi ďalekosiahly.“
Novú modifikáciu tvorí sieť atómov bóru s prázdnymi miestami tam, kde sa predtým nachádzali atómy sodíka. To umožňuje takzvaný dislokačný sklz, pri ktorom sa atómy vzájomne posúvajú. Materiál je vďaka tomu tvárny a dá sa natiahnuť na 123 % pôvodnej dĺžky. Po natiahnutí sa však do pôvodného tvaru nevráti. Nová alotropická modifikácia bóru má vyššiu vodivosť než všetky ostatné doteraz objavené formy. Podľa predpovedí by v čistom stave, po odstránení všetkých sodíkových prímesí, mohla mať dokonca kovové vlastnosti. Tie by jej zabezpečili ešte vyššiu elektrickú vodivosť.
Oganov vidí možnosti využitia Imma-B60 v solárnych článkoch a ďalších termoelektrických materiáloch, ktoré premieňajú teplotné rozdiely na elektrickú energiu. Táto alotropická modifikácia by mohla doplniť alebo dokonca nahradiť karbid bóru (B4C), materiál, ktorý sa v súčasnosti používa v balistickej ochrane. Atómy bóru a uhlíka v ňom vytvárajú tvrdý, no ľahký materiál, známy aj ako „čierny diamant“.
Hoci má materiál jedinečné vlastnosti, odstrániť sodík z väčších kryštálov je stále náročné, hovorí Irina Chuvashova, materiálová chemička z Floridskej medzinárodnej univerzity. Najväčší kryštál, ktorý výskumníci pripravili, mal priemer 3 mikrometre (približne dvadsatinu priemeru ľudského vlasu). „Skôr než začneme hovoriť o možnostiach využitia, musíme dokázať zväčšiť rozmery,“ hovorí Chuvashova. „Pri termoelektrických aplikáciách hovoríme o rozmeroch viditeľných voľným okom – o milimetroch či dokonca centimetroch.“
