Tenšie zlato by ste na svete nenašli. Vedcom sa prvýkrát podarilo vytvoriť samostatný plátok zlata s hrúbkou len jedného atómu.
Ide o dvojrozmerný materiál, akým je napríklad aj grafén. Tenučký plátok zlata nazvali goldene, čo môžeme do slovenčiny preložiť ako zlatén.
K príprave materiálu použili vedci zo Švédska sto rokov starú techniku. O zlaténe informujú v časopise Nature Synthesis.
Dozviete sa:
- Aký veľký bol plátok zlata, ktorý vedci vytvorili.
- Ako vytvorili zlatén.
- Prečo je zlatén zaujímavý.
Sendvič
Ľudia dokážu vytvoriť stovky jednovrstvových materiálov. Aspoň taký je odhad, dosiaľ najznámejší z nich je grafén, ktorý je stále predmetom výskumu a zatiaľ nie je naplno využívaný. Je zaujímavý pre vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť.
Okrem grafénu už vedci vytvorili aj borofén, germánén či olovén. A teraz medzi dvojrozmerné materiály pribudol zlatén. Tenučká vrstva zlatých atómov, ktorú vytvorili vedci, je zatiaľ veľmi malá. Na šírku mala sto nanometrov.
Čo je grafén a ako ho vedci našlli pomocou izolepy Čítajte V skutočnosti o zlaténe hovoria vedci už pár rokov, no doteraz sa ho podarilo vytvoriť len vo forme akéhosi sendviča, kde pomyselný chlieb predstavoval grafén a medzi ním bola vrstva zlaténu.
Vybrať tenučké zlato z takéhoto zloženia však bolo nemožné. Ale keď grafénovú podporu vedci odstránili, zlato sa zhluklo do nanočastíc a bolo po dvojrozmernosti.
Ilustrácia zlaténu. (zdroj: doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4)Zlatý polovodič
Vedci z univerzity v Linköpingu vytvárali taktiež sendvič, ale s inými prísadami. Najskôr vytvorili štruktúru z titánu, kremíka a uhlíka, ktorú následne pokryli vrstvou zlata.
Po dvanástich hodinách sa však zlato rozpustilo do štruktúry a nahradilo kremíkovú vrstvu. Vzniknutá zlatá vrstva zostala uväznená v tuhom sendviči.
Namiesto toho, aby sa vedci pokúsili odstrániť samotnú zlatú vrstvičku, opatrne vyleptali všetky okolité pevné látky, aby im zostal nedotknutý zlatý plátok.
Využili tak znalosti japonských kováčov spred sto rokov, ktorí podobne leptali zvyšky karbidu z ocele.
“Ako viete, zlato je zvyčajne kov, ale ak má hrúbku jednej atómovej vrstvy, môže sa namiesto toho stať polovodičom.
„
Ako leptavú látku využili alkalickú zlúčeninu železa prezývanú červená krvná soľ. Roztok vyleptal okolitú štruktúru karbidu titánu a jednoatómová vrstvička zlata zostala neporušená. S roztokom museli pracovať v úplnej tme, pretože červená krvná soľ pri reakcii so svetlom vytvára kyanid, ktorý rozpúšťa zlato.
Zlatén je výnimočný svojou zvýšenou chemickou reaktivitou. Mohol by nájsť uplatnenie v reakciách na premenu oxidu uhličitého na palivá ako etanol a metán a vody na vodík.
„Ako viete, zlato je zvyčajne kov, ale ak má hrúbku jednej atómovej vrstvy, môže sa namiesto toho stať polovodičom," vysvetľuje v tlačovej správe Shun Kashiwaya, výskumný pracovník z oddelenia dizajnu materiálov na univerzite v Linköpingu. Polovodiče majú vodivosť medzi elektrickými vodičmi (napríklad meď a iné kovy) a izolantmi (napríklad sklo).
Získaný zlatén je však zatiaľ veľmi malý na akékoľvek komerčné využitie.
„Naším cieľom je preskúmať základné fyzikálne a chemické vlastnosti zlaténu a ďalej rozvíjať syntetický proces s cieľom zvýšiť plochu zlaténového listu a výťažok,“ povedal pre web Live Science Kashiwaya.
DOI: doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4
