گرافن به‌عنوان ماده‌ای شگفت‌انگیز مورد ستایش قرار گرفته است، اما برای یافتن مواد امیدوارکننده دیگر نیز عجله دارد. مواد نازک اتمی. اکنون محققان موفق به ایجاد یک نسخه دو بعدی از طلا شده اند که آن را "گلدن" می نامند، که می تواند کاربردهای زیادی در شیمی داشته باشد.

دانشمندان در مورد امکان ایجاد لایه‌هایی از کربن با ضخامت تنها یک اتم برای چندین دهه حدس می‌زدند. اما تا سال 2004 بود که تیمی از دانشگاه منچستر در بریتانیا برای اولین بار ورقه های گرافن را با استفاده از تکنیک بسیار ساده جدا کردن آنها از روی یک توده گرافیت با نوار چسب معمولی تولید کردند.

استحکام بالای ماده، رسانایی بالا، و خواص نوری غیرمعمول مواد به دست آمده برای یافتن کاربردهایی برای آن باعث ازدحام شد. اما همچنین محققان را برانگیخت تا بررسی کنند که سایر مواد بسیار نازک چه نوع قابلیت‌های عجیب و غریبی می‌توانند داشته باشند.

طلا یکی از موادی است که دانشمندان مدت‌ها مشتاق ساختن آن به ضخامت گرافن بودند، اما تاکنون تلاش‌ها بی‌نتیجه بوده است. با این حال، اکنون محققان دانشگاه لینشوپینگ در سوئد از یک روش آهنگری قدیمی ژاپنی برای ایجاد تکه های بسیار نازک از آنچه که آنها "طلایی" می نامند، وام گرفته اند.

شون کاشیوایا، سرپرست این تحقیق، گفت: «اگر یک ماده را بسیار نازک کنید، اتفاق خارق‌العاده‌ای رخ می‌دهد. آزادی مطبوعات. "همین مورد در مورد طلا نیز اتفاق می افتد."

ساختن طلایی در گذشته دشوار بوده است زیرا اتم های آن تمایل به جمع شدن دارند. بنابراین، حتی اگر بتوانید یک صفحه دوبعدی از اتم‌های طلا بسازید، آنها به سرعت در هم می‌پیچند تا نانوذرات ایجاد کنند.

محققان با گرفتن سرامیکی به نام کاربید سیلیکون تیتانیوم که دارای لایه‌های بسیار نازکی از سیلیکون بین لایه‌های کاربید تیتانیوم است و پوشاندن آن با طلا به این موضوع رسیدند. آنها سپس آن را در یک کوره گرم کردند که باعث شد طلا در مواد پخش شود و در فرآیندی به نام intercalation جایگزین لایه‌های سیلیکونی شود.

این باعث ایجاد لایه های نازک اتمی از طلا شد که در سرامیک جاسازی شده بود. برای بیرون آوردن آن، آنها مجبور شدند یک تکنیک قرن قدمتی را که توسط سازندگان چاقو ژاپنی توسعه داده شده است، قرض بگیرند. آنها از یک فرمول شیمیایی به نام معرف موراکامی استفاده کردند که باقی مانده کربن را از بین می برد تا به آرامی ورقه های طلا را آشکار کنند.

محققان مجبور شدند غلظت‌های مختلف معرف و زمان‌های مختلف اچ را آزمایش کنند. آنها همچنین باید یک ماده شیمیایی شوینده مانند به نام سورفکتانت اضافه می کردند که از ورقه های طلا در برابر مایع حکاکی محافظت می کرد و از جمع شدن آنها جلوگیری می کرد. سپس تکه های طلا را می توان از محلول الک کرد تا دقیق تر بررسی شود.

در یک کاغذ در سنتز طبیعتمحققان توضیح می‌دهند که چگونه از یک میکروسکوپ الکترونی برای تأیید اینکه لایه‌های طلا در واقع فقط یک اتم ضخامت دارند، استفاده کردند. آنها همچنین نشان دادند که تکه های طلایی نیمه هادی هستند.

این اولین بار نیست که کسی ادعا می کند که طلایی ساخته است، یادداشت ها طبیعت. اما تلاش‌های قبلی شامل ایجاد ورقه‌های بسیار نازک بود که بین مواد دیگر قرار گرفته بودند، و تیم لینکوپینگ می‌گوید تلاش آن‌ها اولین تلاش برای ایجاد یک "فلز دو بعدی مستقل" است.

محققان می گویند این ماده می تواند طیف وسیعی از موارد استفاده داشته باشد. نانوذرات طلا در حال حاضر به عنوان کاتالیزورهایی که می توانند ضایعات پلاستیکی و زیست توده را به مواد با ارزش تبدیل کنند، نویدبخش هستند، آنها در مقاله خود خاطرنشان می کنند، و دارای خواصی هستند که می تواند برای برداشت انرژی مفید باشد و ایجاد کند. دستگاه های فوتونیک، یا حتی تقسیم آب برای ایجاد سوخت هیدروژن.

تغییر روش سنتز به کار نیاز دارد تا بتواند مقادیر تجاری مفیدی از مواد تولید کند، چالشی که ورود کامل گرافن به عنوان یک محصول پرکاربرد را نیز به تاخیر انداخته است. اما این تیم همچنین در حال بررسی است که آیا رویکردهای مشابه را می توان برای سایر فلزات کاتالیزوری مفید اعمال کرد یا خیر. گرافن ممکن است برای مدت طولانی تنها ماده شگفت انگیز در شهر نباشد.

تصویر های اعتباری: سنتز طبیعت (CC BY 4.0)

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://singularityhub.com/2024/04/18/scientists-make-atomically-thin-gold-with-century-old-japanese-knife-making-technique/