Ученые совершили прорыв, создав самый тонкий в мире лист золота толщиной всего в один атом, названный «гольденом». Этот материал, полученный с помощью техники, отсылающей к старинным японским методам обработки стали, открывает новые горизонты в науке и технологиях. Его уникальные свойства, обусловленные двумерной структурой, позволяют рассматривать «гольден» как катализатор для преобразования углекислого газа в топливо и получения водорода, играя ключевую роль в решении экологических проблем и разработке альтернативных источников энергии.
Традиционные методы создания 2D материалов, как правило, опираются на использование неметаллов или сложных соединений. Получение одноатомных слоев из чистых металлов представляет собой серьезную проблему из-за стремления металлов к самоагрегации и образованию объемных структур. Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи использовали оригинальный подход, в котором сначала создали слоистую структуру из титана, кремния и углерода, а затем заменили кремний на золото, создав слой «гольдена». После этого, вместо того чтобы пытаться отделить золото от подложки, ученые аккуратно удалили окружающие материалы, сохранив тем самым одноатомные листы золота.
Принципиальным моментом в разработке этого метода стал поиск подходящего химического реагента для травления, который бы не повреждал «гольден». Обратившись к старинным японским технологиям, ученые обнаружили, что раствор феррицианида калия, известный как реактив Мураками, идеально подходит для этой цели. Добавление цистеина, вещества снижающего поверхностное натяжение, позволило стабилизировать одноатомные листы и предотвратить их объединение в наночастицы.
Изолированные листы «гольдена» достигают 100 нанометров в длину, что в сотни раз тоньше обычного сусального золота. Дальнейшие исследования свойств материала и его применения в катализе, а также разработка методов его массового производства могут произвести революцию в области возобновляемой энергетики и химических технологий, открывая путь к созданию новых материалов на основе других металлов.
Изображение носит иллюстративный характер
Традиционные методы создания 2D материалов, как правило, опираются на использование неметаллов или сложных соединений. Получение одноатомных слоев из чистых металлов представляет собой серьезную проблему из-за стремления металлов к самоагрегации и образованию объемных структур. Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи использовали оригинальный подход, в котором сначала создали слоистую структуру из титана, кремния и углерода, а затем заменили кремний на золото, создав слой «гольдена». После этого, вместо того чтобы пытаться отделить золото от подложки, ученые аккуратно удалили окружающие материалы, сохранив тем самым одноатомные листы золота.
Принципиальным моментом в разработке этого метода стал поиск подходящего химического реагента для травления, который бы не повреждал «гольден». Обратившись к старинным японским технологиям, ученые обнаружили, что раствор феррицианида калия, известный как реактив Мураками, идеально подходит для этой цели. Добавление цистеина, вещества снижающего поверхностное натяжение, позволило стабилизировать одноатомные листы и предотвратить их объединение в наночастицы.
Изолированные листы «гольдена» достигают 100 нанометров в длину, что в сотни раз тоньше обычного сусального золота. Дальнейшие исследования свойств материала и его применения в катализе, а также разработка методов его массового производства могут произвести революцию в области возобновляемой энергетики и химических технологий, открывая путь к созданию новых материалов на основе других металлов.
