Naukowcy stworzyli arkusz złota o grubości jednego atomu

Każdy atom złota w goldenie związany jest z sześcioma innymi atomami, tworząc warstwę o grubości jedynie jednego atomu (Ilustracja). Źródło: S. Kashiwaya et al/Nature Synthesis 2024 

Poznajcie nowego metalowego kuzyna grafenu - materiał o nazwie golden. Naukowcom po raz pierwszy udało się stworzyć wyizolowany arkusz złota o grubości jedynie jednego atomu. Fizyk materiałowy Lars Hultman ze szwedzkiego uniwersytetu w Linköping mówi, że odkrycie (udokumentowane w wydaniu „Nature Synthesis” z 16 kwietnia) może pewnego dnia zmniejszyć zużycie złota w elektronice i reakcjach chemicznych. Możliwe również, że arkusz złota, podobnie jak inne dwuwymiarowe materiały, przejawia niecodzienne właściwości (SN: 10/2/19). 

Golden może okazać się „świetnym katalizatorem, ponieważ jest dużo bardziej ekonomiczny” niż grubsze, trójwymiarowe złoto - mówi Hultman.  „Nie potrzeba aż tylu atomów złota, aby materiał spełniał tę samą funkcję” - dodaje. Złoto dołącza do niewielkiej grupy kilku pierwiastków, takich jak węgiel czy fosfor, z których udało się uformować dwuwymiarowe arkusze (SN: 3/10/14). Dwuwymiarowe arkusze niemetali - na przykład zbudowany z węgla grafen - można wytworzyć względnie łatwo; z metalami takimi jak żelazo czy złoto jest trudniej - mówi Hultman (SN: 1/17/18). W przypadku złota atomy mają tendencję do zbijania się w grudki, nie w płaskie arkusze. 

Hultman i jego współpracownicy najpierw wytworzyli trójwymiarowy materiał z węgliku i tytanu, który w swojej strukturze zawierał dwuwymiarowe arkusze złota. Później usunęli wierzchni materiał za pomocą roztworu na bazie potasu, pozostawiając sam golden. „Dobra wiadomość jest taka, że udało się wyizolować golden” - mówi Hultman. „Zła wiadomość jest taka, że golden po wyizolowaniu zwijał się w sobie jak zwój”. Aby zachować płaskość arkuszy goldenu, naukowcy musieli dodać środek powierzchniowo czynny do roztworu, w którym były zanurzone. 

„Zespół ma nadzieję, że tą samą techniką uda się stworzyć dwuwymiarowe arkusze innych metali takich jak iryd lub platyna” - mówi fizyk materiałowy z uniwersytetu w Linköping i współautor projektu, Shun Kashiwaya.