Исследователи из Университета Линчепинга в Швеции получили «голден» (Goldene) — двухмерный материал, состоящий из атомов золота. Исследователи полагают, что в одноатомном слое у металла появятся новые свойства, которые сделают его пригодным для преобразования углекислого газа, производства водорода и других химических веществ.
Ученые давно пытались получить листы золота толщиной в один атом, но терпели неудачу из-за склонности металла слипаться. Шведские ученые добились успеха благодаря методу столетней давности, используемому японскими кузнецами — реагенту Мураками.
Получение гольдена во многом стало случайностью, отмечают ученые. Они работали с многослойным материалом карбид титана кремний — электропроводной керамики, которая содержит крошечные слои кремния. Материал хотели покрыть золотом для создания контактов, но под воздействием высокой температуры драгоцйенный металл заменил слой кремния внутри карбида.
Фотографии однослойного золота в карбиде и иллюстрация технологии производства. Изображение: Shun Kashiwaya et al., Nature Synthesis
Полученный материал представлял карбид титана-золота. Чтобы отделить золото от углерода, ученые использовали технику, берущую начало в японской традиции ковки. Кузнецы используют реагент Мураками, чтобы удалять остатки углерода и изменять оттенок стали. В серии экспериментов исследователи оптимизировали технологию для удаления углерода из карбида и получения одноатомных слоев золота. Для предотвращения скручивания открытых двумерных листов после отделения ученые нанесли на них поверхностно-активное вещество.
Новые свойства голдена обусловлены тем, что в двумерном золоте имеются две свободные связи. Благодаря этому будущие применения могут включать конверсию углекислого газа, катализ выработки водорода, селективное производство химикатов с добавленной стоимостью, производство водорода, очистку воды, связь и многое другое.
