Золотая пластина толщиной в 1 атом: какие перспективы открывает «голден»?

Исследователям из Линчёпингского университета в Швеции удалось создать золотую пластину толщиной всего в один атом. Этот материал, получивший название «голден», обладает уникальными свойствами и сулит множество возможностей для применения в различных областях.

Создание столь тонкой пленки из атомов золота стало возможным благодаря использованию древней японской техники ковки — травления реагентом Мураками. Этот метод позволяет эффективно удалять углеродные отложения и изменять цвет стали.

«Когда вещество доводится до экстремально малой толщины, с ним происходят поистине удивительные трансформации, подобные тем, которые мы можем наблюдать в случае с графеном. Это справедливо и для золота», — рассказывает Шун Кашивая, исследователь из отдела разработки материалов Линчёпингского университета.

В своем обычном состоянии золото представляет собой металл, но когда его толщина доходит до одного атома, оно начинает проявлять полупроводниковые свойства. Ученые получили голден, разместив золото между слоями титана и углерода на трехмерной основе.

Процесс оказался непростым. Во многом ключевую роль сыграла случайность. Изначально команда изучала способы применения титан-кремний-карбидной керамики — материала, который является электропроводящим и содержит тонкие пластины кремния. Их целью было покрыть керамическую основу золотым слоем. Однако, когда конструкцию подвергли воздействию высоких температур, золотом был замещен кремниевый слой внутри.

Так был получен титан-золото-карбид, который ученые не могли правильно «расслоить», чтобы извлечь драгоценный металл, в течение нескольких лет.

Золото в двухмерном состоянии имеет две свободные связи. Как объясняют специалисты, это открывает широкие возможности для применения нового материала, в том числе в катализе, производстве водорода, очистке воды, коммуникациях и многом другом.

Кроме того, использование экстремально тонкого золота в форме голдена может значительно уменьшить его количество, необходимое для современных технологических разработок. Исследователи считают, что их открытие предвещает новую эру в материаловедении.

Команда Линчёпингского университета планирует выяснить, возможно ли создать аналогичные сверхтонкие материалы на основе других благородных металлов, и изучить их дальнейшие перспективы. Подробности исследования были опубликованы в научном журнале Nature Synthesis.