Borophene, an elemental metallic Dirac material is predicted to have unprecedented mechanical and electronic character. Need of substrate and ultrahigh vacuum conditions for deposition of borophene restricts its large-scale applications and significantly hampers the advancement of research on borophene. Herein, a facile and large-scale synthesis of freestanding atomic sheets of borophene through a novel liquid-phase exfoliation and the reduction of borophene oxide is demonstrated. Electron microscopy confirms the presence of β12 , X3 , and their intermediate phases of borophene; X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning tunneling microscopy, corroborated with density functional theory band structure calculations, validate the phase purity and the metallic nature. Borophene with excellent anchoring capabilities is used for sensing of light, gas, molecules, and strain. Hybrids of borophene as well as that of reduced borophene oxide with other 2D materials are synthesized, and the predicted superior performance in energy storage is explored. The specific capacity of borophene oxide is observed to be ≈4941 mAh g-1 , which significantly exceeds that of existing 2D materials and their hybrids. These freestanding borophene materials and their hybrids will create a huge breakthrough in the field of 2D materials and could help to develop future generations of devices and emerging applications.

Abstract Biosensors are analytical tools that integrate a biological element with a physicochemical detector in order to quantify the existence or concentration of chemicals, biomolecules, or other biological elements for human health monitoring purposes. Electrochemical techniques for biological analyte detection include the use of electrochemical sensors to identify and quantify the existence and concentration of biological molecules. These techniques are often used because of their high sensitivity, specificity, quick reaction time, and the possibility of being made smaller in size, but still, the research problem in electrochemical‐based biosensing largely revolves around improving biosensors′ sensitivity, selectivity, stability, and response time. Borophene, an intriguing and novel substance within the domain of two‐dimensional (2D) materials, emerges as a highly promising protagonist in the continuous and dynamic history of nanoscience and nanotechnology. Borophene, characterized by its distinctive electronic, mechanical, and thermal properties, enthralls scientists due to its atomic structure consisting exclusively of boron atoms organized in a honeycomb lattice. In recent years, borophene hybrids and composites have emerged as potentially fruitful avenues for expanding their utility in numerous fields and improving their properties. In addition, borophene and its hybrid systems hold significant potential to overcome the limitations of current electrochemical‐based biosensors. By leveraging their unique properties—such as high surface area, chemical versatility, and mechanical strength—these materials can improve biosensors′ limitations. Moreover, the integration of borophene with other materials can further optimize performance, paving the way for advanced and practical biosensing solutions. This perspective presents a synopsis of recent developments in biosensing composites and hybrids based on borophene, including polymers and other nanomaterials. In addition, we emphasized the remarkable characteristics of borophene hybrids, which permit the detection of biological analytes such as proteins, nucleic acids, and small molecules in a sensitive and selective manner. Additionally, a summary of the computational investigations into analyte detection utilizing borophene‐based systems has been provided. In a nutshell, we discussed the challenges and future directions in the field, outlining opportunities for further innovation and optimization of borophene‐based biosensing platforms.

Exfoliation of two-dimensional (2D) nanosheets from three-dimensional (3D) non-layered, non-van der Waals crystals represents an emerging strategy for materials engineering that could significantly increase the library of 2D materials. Yet, the exfoliation mechanism in which nanosheets are derived from crystals that are not intrinsically layered remains unclear. Here, we show that planar defects in the starting 3D boron material promote the exfoliation of 2D boron sheets-by combining liquid-phase exfoliation, aberration-corrected scanning transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, and density functional theory calculations. We demonstrate that 2D boron nanosheets consist of a planar arrangement of icosahedral sub-units cleaved along the {001} planes of β-rhombohedral boron. Correspondingly, intrinsic stacking faults in 3D boron form parallel layers of faulted planes in the same orientation as the exfoliated nanosheets, reducing the {001} cleavage energy. Planar defects represent a potential engineerable pathway for exfoliating 2D sheets from 3D boron and, more broadly, the other covalently bonded materials.