Το γραφένιο είναι ένα πολύ ευέλικτο υλικό με πλειάδα χρήσιμων ιδιοτήτων οπότε θα ήταν δύσκολο να βρεθεί ένα νέο υλικό που μπορεί να το συναγωνιστεί. Ωστόσο, μια συναρπαστική νέα ανακάλυψη αλλάζει τα δεδομένα. Το goldene, ένα δισδιάστατο φύλλο χρυσού, πάχους ενός ατόμου, διαθέτει τις δικές του «περίεργες» ιδιότητες.
Δεν ήταν πολύ καιρό πριν που το γραφένιο ήταν διαρκώς στην επιστημονική επικαιρότητα, χάρη στην απίστευτη αντοχή του, στο ελάχιστο πάχος του, στην ευκαμψία του, στο μικρό του βάρος και στην εξαιρετική του θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Και όλα αυτά δεν είναι παρά μόνο κάποιες από τις εξαιρετικές ιδιότητες αυτού του υλικού.
Λόγω των ιδιοτήτων του, το γραφένιο άρχισε να χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά είδη, ηλιακούς συλλέκτες, οθόνες, είδη ένδυσης, κράνη, αλεξίσφαιρα γιλέκα, αεροσκάφη, ακόμα και σε παπούτσια. Ωστόσο, ένα νέο υλικό είναι πιθανό να το επισκιάσει.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Linköping στη Σουηδία δημιούργησαν με επιτυχία το goldene, ένα φύλλο χρυσού πάχους μόνο ενός ατόμου. Όπως και το γραφένιο, η δισδιάστατη μορφή αλλάζει τις ιδιότητες του υλικού σε σχέση με την τρισδιάστατη μορφή του. Στη δισδιάστατη μορφή του, ο χρυσός γίνεται ημιαγωγός, όταν κανονικά είναι ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το goldene αποκτά τις νέες του ιδιότητες επειδή στη δισδιάστατη μορφή του, τα άτομα αποκτούν δύο «ελεύθερους δεσμούς». Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα, την παραγωγή υδρογόνου ή τον καθαρισμό του νερού. Και φυσικά, ο τομέας των ηλεκτρονικών θα μπορούσε να ωφεληθεί, ακόμα κι αν αυτό σημαίνει απλώς ότι χρειάζεται λιγότερος χρυσός για την κατασκευή τους.
Ωστόσο, το goldene δεν κατασκευάστηκε τόσο εύκολα όσο το γραφένιο. Τα άτομα χρυσού έχουν την τάση να συσσωματώνονται, επομένως είναι δύσκολο να λάβουν τη μορφή δισδιάστατων φύλλων. Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Linköping ξεκίνησαν τοποθετώντας λεπτές στρώσεις πυριτίου ανάμεσα σε στρώματα τιτανίου και καρβιδίου και στη συνέχεια το επικάλυψαν με χρυσό. Όταν θερμάνθηκε σε υψηλές θερμοκρασίες, το λεπτό στρώμα πυριτίου αντικαταστάθηκε από χρυσό.
Το δύσκολο βήμα σε αυτή τη διαδικασία είναι η αφαίρεση του δισδιάστατου στρώματος χρυσού από τη διάταξη. Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές δοκίμασαν μια χημική ουσία που ονομάζεται αντιδραστήριο Murakami, η οποία χρησιμοποιείται ως μέρος μιας παλιάς ιαπωνικής τεχνικής σιδηρουργίας, η οποία αφαιρεί τα υπολείμματα άνθρακα. Όταν χρησιμοποιείται σε χαμηλές συγκεντρώσεις, το Murakami μπορεί και αποκαλύπτει το δισδιάστατο στρώμα χρυσού, το οποίο στη συνέχεια σταθεροποιείται με τη χρήση επιφανειοδραστικών ουσιών.
Φυσικά αυτή είναι μόνο η αρχή για το goldene και οι ερευνητές λένε ότι σκοπεύουν να συνεχίσουν τη διερεύνηση των ιδιοτήτων του, των πιθανών εφαρμογών του και εάν άλλα πολύτιμα μέταλλα θα μπορούσαν να παραχθούν σε δισδιάστατες δομές με τη χρήση παρόμοιων διαδικασιών.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στην επιστημονική έκδοση Nature Synthesis.
Με πληροφορίες από newatlas.com
