Bor već dugo potiče maštu istraživača. Njegovi atomi sposobni su za brojne načine vezanja, a čisti bor pojavljuje se u mnogo varijanti: neke su prozirne, druge neprozirne, većina ih je slabe vodljivosti, a sve dosad poznate bile su supertvrde. Sada su stručnjaci proizveli novu, potencijalno korisnu verziju koja je deformabilna, a njezina je električna vodljivost više od milijun puta veća od one tipičnih materijala na bazi bora. O strukturi nazvanoj Imma-B60 u časopisu Nature Chemistry izvijestili su.
Poput ugljika, koji se u periodnom sustavu nalazi pored njega i javlja se u strukturama poput dijamanta ili grafita, i bor može poprimiti više oblika, takozvanih alotropskih modifikacija, koje pokazuju različita svojstva. Posljednje otkriće neobičnog alotropa bora seže u 2009. godinu. Artem Oganov, znanstvenik za kemiju materijala na moskovskom Institutu za znanost i tehnologiju Skolkovo, koji je sudjelovao u tom istraživanju, rekao je da bi otkriće Imma-B60 moglo otvoriti put sintezi cijele obitelji materijala.
Bor obično lako reagira s drugim elementima i prije stvara boride nego čiste alotrope bora. A budući da su atomi bora lagani (tek oko deset puta teži od protona), tijekom pokusa ih može biti teško precizno detektirati. Taj dvostruki izazov jedan je od razloga zašto je u proteklih 16 godina otkriveno tek nekoliko alotropa bora – iako su stručnjaci predviđali postojanje nekolicine njih.
Za proizvodnju Imma-B60 Xiang-Feng Zhou, znanstvenik za materijale sa Sveučilišta Yanshan u kineskom Qinhuangdaou, i njegovi suradnici razvili su dvostupanjski postupak koji se dosad nikada nije primjenjivao na bor. Najprije su bor i natrij izložili visokom tlaku i tako natjerali bor da reagira s natrijem. Zatim su smjesu zagrijali u vakuumu na 900 °C kako bi gotovo u potpunosti uklonili nečistoće natrija, čime je nastao Imma-B60.
"To je učinkovita metoda – nije posve nova, ali možda dosad najelegantnija i najsuvremenija primjena", kaže Oganov. "Posljedice mogu biti vrlo dalekosežne."
Nova modifikacija sastoji se od mreže atoma bora u kojoj se na mjestima nekadašnjih atoma natrija nalaze prazni prostori. To omogućuje takozvano dislokacijsko klizanje atoma, što materijalu daje obradivost, pa se može rastegnuti na 123% svoje izvorne duljine. Nakon istezanja, međutim, ne vraća se u prvotni oblik. Vodljivost novog alotropa bora veća je od svih dosad otkrivenih – a u čistom stanju, kad se iz njega uklone sve nečistoće natrija, prema predviđanjima mogao bi imati čak i metalna svojstva. To bi mu osiguralo još veću električnu vodljivost.
Oganov mogućnosti primjene Imma-B60 vidi u solarnim ćelijama i drugim termoelektričnim materijalima – onima koji temperaturne razlike pretvaraju u električnu energiju. Alotrop bi mogao dopuniti ili čak zamijeniti borov karbid (B4C) – materijal koji se danas koristi u balističkim prslucima, a koji atome bora i ugljika spaja u tvrd, a ipak lagan materijal, poznat i kao "crni dijamant".
Iako materijal ima jedinstvena svojstva, uklanjanje natrija iz većih kristala i dalje je izazov, kaže Irina Chuvashova, znanstvenica za kemiju materijala sa Sveučilišta Florida International. Najveći kristal koji je skupina proizvela imao je promjer od 3 mikrometra (otprilike 20 puta manje od promjera ljudske vlasi). "Prije nego što počnemo govoriti o primjeni, moramo moći povećati veličinu", kaže Chuvashova. "Za termoelektrične primjene govorimo o vidljivim veličinama – milimetrima, čak i centimetrima."
