Sie erschaffen Goldeno, eine Substanz mit ungewöhnlichen Eigenschaften | Schwedische Universitätswissenschaftler stellen Goldbleche her, die nur ein Atom dick sind

Ein Team von Wissenschaftlern hat es geschafft Zum ersten Mal wurden atomar dicke Goldbleche hergestelltDies verleiht diesem Metall neue Eigenschaften für viele Anwendungen, beispielsweise zur Herstellung von Wasserstoff oder zur Herstellung hochwertiger Chemikalien. Ist er Gold. Einzelheiten zu der Entdeckung, die von Forschern der Universität Linköping (Schweden) gemacht wurde, werden in der Ausgabe von diesem Dienstag veröffentlicht. Natursammlung.

Wie bei Graphen „passiert bei Gold etwas Ungewöhnliches, wenn man ein sehr dünnes Material herstellt. Wissen Sie, Gold ist normalerweise ein Metall, aber.“ Ist die Schicht ein Atom dick, handelt es sich um einen Halbleiter„erklärt Shun Kashiwaya, Forscher an der Universität Linköping und Hauptautor der Studie.

Um Goldeno zu erschaffen, verwendete das Team ein dreidimensionales Grundmaterial, bei dem Gold zwischen Schichten aus Titan und Kohlenstoff eingebettet ist, obwohl ein Teil des Erfolgs dem Glück zu verdanken war, sagt Lars Hultmann, Professor in Linköping.

„Wir haben das Grundmaterial für ganz andere Anwendungen entwickelt. Wir haben mit einer elektrisch leitfähigen Keramik namens Titan-Siliziumkarbid begonnen, bei der sich das Silizium in dünnen Schichten befindet. Das Beschichten des Materials mit Gold bedeutet also, einen Kontakt herzustellen. Aber. Als wir es freilegten Wird das Bauteil hohen Temperaturen ausgesetzt, wird die Siliziumschicht innerhalb des Grundmaterials durch Gold ersetzt“, erklärt er.

Dieses Phänomen wird „Interkalation“ genannt und die Forscher entdeckten Titankarbid und Gold. Seit Jahren verfügen Forscher über Titankarbid und Gold, ohne zu wissen, wie man das Gold gewinnt.

Aber dann, Hultman erfand eine Methode, die in der japanischen Schmiedekunst seit über hundert Jahren verwendet wird, der Murakami-Regent, Es entfernt Kohlenstoffablagerungen und verfärbt den Stahl Es wird zur Herstellung von Messern, Zum Beispiel. Aber das gleiche Rezept, das die Schmiede verwendeten, konnte nicht richtig angewendet werden. Es mussten Korrekturen angestrebt werden. Dazu „habe ich verschiedene Konzentrationen des Murakami-Reagens und verschiedene Ätzzeiten ausprobiert“, sagt Hultman.

Da Cyanid mit Licht reagiert und das Gold auflöst, besteht der nächste Schritt darin, im Dunkeln zu gravieren.

Schließlich mussten die Goldbleche stabil sein, daher wurde ein Tensid (ein langes Molekül, das die Bleche trennt und stabilisiert) hinzugefügt, um zu verhindern, dass sich die freigelegten zweidimensionalen Bleche aufrollen.

„Goldeno-Blätter sind in einer Lösung ähnlich wie Cornflakes in Milch. Indem wir das Gold mit einer Art „Sieb“ auffangen, können wir mit einem Elektronenmikroskop bestätigen, dass wir es erreicht haben. Das ist uns gelungen“, sagt Kashiwaya.

Neues Material, neue Eigenschaften

Gold hat neue Eigenschaften, da es im zweidimensionalen Zustand über zwei freie Bindungen verfügt.

Die Forscher glauben, dass Goldeno zukünftige Anwendungen wie die Umwandlung von Kohlendioxid, die Katalyse der Wasserstofferzeugung, die selektive Produktion von Mehrwertchemikalien, die Wasserstoffproduktion, die Wasserreinigung, die Kommunikation und mehr ermöglichen wird. Darüber hinaus könnte die Menge an Gold, die in aktuellen Anwendungen verwendet wird, erheblich reduziert werden. Das Team wird nun untersuchen, ob dies auch mit anderen Edelmetallen möglich ist, und weitere zukünftige Anwendungen identifizieren.