دانشمندان نازکترین طلای جهان را ایجاد می کنند

دانشمندان دانشگاه لیدز شکل جدیدی از طلا ایجاد کرده اند که فقط دو اتم آن ضخامت دارد - باریکترین طلای پشتیبانی نشده که تاکنون ایجاد شده است.

محققان ضخامت طلا را 47/0 نانومتر اندازه گیری کردند - این یک میلیون برابر نازک تر از ناخن انگشت انسان است. این ماده به عنوان 2D در نظر گرفته می شود زیرا فقط شامل دو لایه اتم است که در بالای یکدیگر قرار دارند. تمام اتمها اتمهای سطح هستند - هیچ اتمی "فله" پنهان در زیر سطح وجود ندارد.

این ماده می تواند کاربردهای گسترده ای در تجهیزات پزشکی و الکترونیک داشته باشد - و همچنین به عنوان یک کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به واکنش های شیمیایی در طیف وسیعی از فرآیندهای صنعتی.

آزمایشات آزمایشگاهی نشان می دهد که طلای فوق العاده نازک 10 برابر به عنوان یک بستر کاتالیزوری نسبت به نانوذرات طلای مورد استفاده در حال حاضر کارآمدتر است ، که این مواد سه بعدی با اکثر اتمهای موجود در بخش هستند و نه در سطح.

دانشمندان معتقدند که این ماده جدید همچنین می تواند اساس آنزیم های مصنوعی را تشکیل دهد که می توانند در تست های تشخیصی پزشکی سریع و مورد استفاده در سیستم های تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند.

اعلامیه ای که این فلز فوق العاده نازک با موفقیت تولید شده است در ژورنال Advanced Science ساخته شده است.

نویسنده اصلی مقاله ، دکتر Sunjie Ye ، از گروه فیزیک مولکولی و نانو مقیاس لیدز و موسسه تحقیقات پزشکی لیدز ، گفت: "این کار به یک دستاورد برجسته است.

"نه تنها این امکان را فراهم می کند که بتوان از طلا در فن آوری های موجود به طور مؤثر استفاده کرد ، بلکه مسیری را فراهم می کند که به دانشمندان ماده امکان می دهد فلزات 2D دیگر را توسعه دهند.

"این روش می تواند تولید نانومواد را نوآوری کند."

تیم تحقیق به دنبال همکاری با صنعت در مورد روش های مقیاس گذاری روند هستند.

سنتز نانوذرات طلا در محلول آبی صورت می گیرد و با اسید کلروآوریک ، ماده معدنی حاوی طلا شروع می شود. این ماده در حضور "ماده محصور" به فرم فلزی آن کاهش می یابد - ماده شیمیایی که طلا را تشویق می کند تا به صورت یک ورق ، ضخامت دو اتم را تشکیل دهد.

به دلیل ابعاد نانوذرات طلای آن ، در آب سبز به نظر می رسد - و با توجه به شکل آن ، محققان آن را نانوسیمه طلا توصیف می کنند.

تصاویر گرفته شده از میکروسکوپ الکترونی نحوه تشکیل اتم های طلا را به یک شبکه بسیار سازمان یافته نشان می دهد. تصاویر دیگر نانوسیم طلا را نشان می دهد که از لحاظ مصنوعی رنگی بوده است.

پروفسور استفان ایوانز ، رئیس گروه تحقیقاتی مولکولی و نانولوله لیدز که سرپرستی این تحقیق را بر عهده داشت ، گفت: سود قابل توجهی که می توان از استفاده از این ورق های طلای فوق العاده نازک حاصل کرد ، به نسبت سطح بالای آنها به حجم پایین است.

وی گفت: "طلا یک کاتالیزور بسیار مؤثر است. از آنجا که نانوذرات بسیار نازک هستند ، تقریباً در مورد هر اتم طلا نقشی در تجزیه و تحلیل نقش دارد. این بدان معنی است که این فرایند بسیار کارآمد است."

با استفاده از معیارهای استاندارد مشخص شد که ورقهای نانوذرات طلا ده برابر بیشتر از نانوذرات طلا که معمولاً در صنعت استفاده می شدند ، کارآمد تر بودند.

پروفسور ایوانز اظهار داشت: "داده های ما نشان می دهد كه صنعت می تواند از همین مقدار كمتر طلا نیز تأثیر مشابهی بگذارد ، و اینكه مزیت های اقتصادی هنگام صحبت از فلز گرانبها دارد ، مزیت اقتصادی دارد."

آزمایشات معیار مشابه نشان داد که ورق های طلا می توانند به عنوان آنزیم های مصنوعی بسیار مؤثر عمل کنند.

پوسته ها همچنین انعطاف پذیر هستند ، به این معنی که می توانند اساس اجزای الکترونیکی برای صفحه های قابل خمش ، جوهرهای الکترونیکی و نمایشگرهای شفاف را تشکیل دهند.

پروفسور اوانز فکر می کند که به ناچار مقایسه هایی بین طلای 2D و اولین ماده 2D که تاکنون ایجاد شده است - گرافن ، که در سال 2004 در دانشگاه منچستر ساخته شد ، وجود خواهد داشت.

وی گفت: "ترجمه هر ماده جدید به محصولات در حال کار می تواند مدت زیادی طول بکشد و شما نمی توانید آن را مجبور به انجام همه کارهایی کنید که دوست دارید. با استفاده از گرافن ، مردم تصور کرده اند که این می تواند برای الکترونیک یا برای پوشش های شفاف خوب باشد. - یا به عنوان نانولوله های کربنی که می توانند یک آسانسور را به دلیل قدرت فوق العاده ما در فضا قرار دهند.

"من فکر می کنم با طلا 2D ما ایده های کاملی درباره مکان استفاده از آن ، به ویژه در واکنش های کاتالیزوری و واکنش های آنزیمی ارائه کرده ایم. ما می دانیم که این از فناوریهای موجود مؤثرتر خواهد بود - بنابراین ما چیزی را داریم که معتقدیم مردم خواهند بود. علاقه مند به توسعه با ما. "