西北大学的研究团队首次创造出双层原子平面的硼烯，这一成就挑战了仅有硼单原子层可形成平面簇的自然趋势限制。

硼烯因其卓越的电学特性闻名，但是它作为一种单原子层的硼片，在合成方面是一个挑战。与其模拟二维材料石墨烯不同，石墨烯可以使用透明胶带等简单的工具从天然层状石墨上剥离，而硼烯不是从硼块剥离就可以得到的，必须直接在基材上生长得到。

如果说长出一层硼烯很困难，那么生长多层原子平面的硼烯几乎是不可能的。因为硼不像石墨那样有层次，所以生长在单个原子层之外的硼会形成团聚而非平面结构。

该研究的一名资深作者、西北大学的马克·赫萨姆说，当我们尝试去生长更多层的硼烯时，希望能够同时保持其结构完整与原子级平坦，但随着硼膜层数的增加，硼簇也容易生成到目前为止，我们认为你无法超越一层。既然我们已经进入了尚未探索的领域中的单个原子层和大片区域，就为发现提供了一个新的运动场。

这项研究将发表在8月26日的《自然材料》杂志上。

赫萨姆和他的合作者五年前首次制造出硼烯。相对于石墨烯，硼烯更强、更轻、更灵活，它有可能对电池、电子产品、传感器、太阳能电池和量子计算等行业造成巨大的变革。虽然双层硼烯从理论研究预测上时可行的，但是包括赫萨姆在内的许多研究者并不相信。

赫萨姆表示，即使理论工作预测了它的存在，制造新材料仍是一种挑战，理论几乎无法告知我们合成这种新结构所需要的条件。

该团队发现，这种结构合成的关键在于生长材料的基材。赫萨姆及其团队在银平面基材上生成了硼烯。而在高温环境下，银就会在原子级阶梯束之间形成非常平坦的大平台。

赫萨姆说：“当我们在这些巨大而平坦的梯田中种植硼烯时，我们看到了第二层的形成。经过那一次偶然的观察，我们有意把注意力集中到这个方向，期初我们并不是有意去寻找第二层结构的。很多材料都是以这样的方式被发现的，但是当你偶然发现一些意想不到的物质时，你一定要意识到这是个机会。”

这种双层材料保留了硼烯的所有理想电学性质，同时也具有新的优点。比如说，这种材料包括两个原子层厚的薄片，它们之间有空间粘合，可以用来储存能量或化合物。

从理论上讲，双硼烯是一种极具前景的电池材料，其层间距为锂离子的存在提供了空间。

赫萨姆的团队希望其他研究者能够因此而受启发，继续生长更厚的硼烯层，或者创造出具有不同原子排列的双层结构。

金刚石、石墨、石墨烯和碳纳米管都是一种元素(碳)的不同几何排列, 赫萨姆认为，硼的可能性像碳一样丰富，甚至更多。我们认为硼元素还处在二维硼结构的早期阶段。