Graphene được ca ngợi là một loại vật liệu kỳ diệu, nhưng nó cũng đặt ra một cuộc chạy đua tìm kiếm những loại vật liệu đầy hứa hẹn khác. vật liệu mỏng nguyên tử. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được phiên bản 2D của vàng mà họ gọi là “vàng”, có thể có nhiều ứng dụng trong hóa học.

Các nhà khoa học đã suy đoán về khả năng tạo ra các lớp carbon chỉ dày một nguyên tử trong nhiều thập kỷ. Nhưng phải đến năm 2004, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Manchester ở Anh mới lần đầu tiên sản xuất được các tấm graphene bằng cách sử dụng kỹ thuật hết sức đơn giản là bóc chúng ra khỏi cục than chì bằng băng dính thông thường.

Độ bền cao, độ dẫn điện cao và các đặc tính quang học đặc biệt của vật liệu thu được đã gây ra một cuộc hỗn loạn trong việc tìm kiếm các ứng dụng cho nó. Nhưng nó cũng thúc đẩy các nhà nghiên cứu điều tra xem các loại vật liệu siêu mỏng khác có thể có những loại khả năng kỳ lạ nào.

Vàng là một loại vật liệu mà các nhà khoa học từ lâu đã mong muốn tạo ra mỏng như graphene, nhưng cho đến nay, mọi nỗ lực đều vô ích. Tuy nhiên, giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Linköping ở Thụy Điển đã mượn kỹ thuật rèn cũ của Nhật Bản để tạo ra những mảnh siêu mỏng mà họ gọi là “vàng”.

Shun Kashiwaya, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: “Nếu bạn tạo ra một vật liệu cực kỳ mỏng, điều gì đó phi thường sẽ xảy ra”. một thông cáo báo chí. “Điều tương tự cũng xảy ra với vàng.”

Trước đây, việc tạo ra Goldene đã được chứng minh là khó khăn vì các nguyên tử của nó có xu hướng kết tụ lại với nhau. Vì vậy, ngay cả khi bạn có thể tạo ra một tấm nguyên tử vàng 2D, chúng sẽ nhanh chóng cuộn lại để tạo ra các hạt nano.

Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một loại gốm gọi là titan silicon cacbua, có các lớp silicon siêu mỏng giữa các lớp cacbua titan và phủ vàng lên. Sau đó, họ nung nó trong lò nung, khiến vàng khuếch tán vào vật liệu và thay thế các lớp silicon trong một quá trình được gọi là xen kẽ.

Điều này tạo ra các lớp vàng mỏng như nguyên tử được nhúng vào gốm. Để lấy nó ra, họ phải mượn một kỹ thuật có từ hàng thế kỷ trước được phát triển bởi những người thợ làm dao Nhật Bản. Họ đã sử dụng một công thức hóa học được gọi là thuốc thử Murakami, có tác dụng ăn mòn cặn carbon để từ từ lộ ra các tấm vàng.

Các nhà nghiên cứu đã phải thử nghiệm với nồng độ thuốc thử khác nhau và thời gian ăn mòn khác nhau. Họ cũng phải thêm một chất hóa học giống như chất tẩy rửa gọi là chất hoạt động bề mặt để bảo vệ các tấm vàng khỏi chất lỏng ăn mòn và ngăn chúng cuộn tròn. Sau đó, các mảnh vàng có thể được sàng ra khỏi dung dịch để kiểm tra kỹ hơn.

Trong một giấy trong Tổng hợp Thiên nhiên, các nhà nghiên cứu mô tả cách họ sử dụng kính hiển vi điện tử để xác nhận rằng các lớp vàng thực sự chỉ dày một nguyên tử. Họ cũng chỉ ra rằng các mảnh vàng là chất bán dẫn.

Đây không phải là lần đầu tiên có người tuyên bố đã tạo ra Goldene, ghi chú Thiên nhiên. Nhưng những nỗ lực trước đây liên quan đến việc tạo ra các tấm siêu mỏng kẹp giữa các vật liệu khác, và nhóm Linköping cho biết nỗ lực của họ là nỗ lực đầu tiên tạo ra một “kim loại 2D đứng tự do”.

Các nhà nghiên cứu cho biết vật liệu này có thể có nhiều trường hợp sử dụng. Các hạt nano vàng đã hứa hẹn trở thành chất xúc tác có thể biến chất thải nhựa và sinh khối thành vật liệu có giá trị, họ lưu ý trong bài báo của mình và chúng có những đặc tính có thể hữu ích cho việc thu hoạch năng lượng, tạo ra thiết bị quang tử, hay thậm chí là tách nước để tạo ra nhiên liệu hydro.

Sẽ cần phải điều chỉnh phương pháp tổng hợp để có thể tạo ra lượng vật liệu hữu ích về mặt thương mại, một thách thức đã làm trì hoãn sự xuất hiện đầy đủ của graphene như một sản phẩm được sử dụng rộng rãi. Nhưng nhóm nghiên cứu cũng đang nghiên cứu xem liệu các phương pháp tương tự có thể được áp dụng cho các kim loại xúc tác hữu ích khác hay không. Graphene có thể không phải là vật liệu kỳ diệu duy nhất trong thời gian dài.

Ảnh: Tổng hợp Thiên nhiên (CC BY 4.0)

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2024/04/18/scientists-make-atomically-thin-gold-with-century-old-japanese-knife-making-technique/