Golden je rođak grafena, 2D materijala koji je zapravo listić ugljenika debeo jedan sloj atoma i koji je prvi put otkriven 2004. godine. Samo što je golden  napravljen od zlata. Golden je otprilike 400 puta tanji od najtanjeg komercijalnog listića zlata i mogao bi se koristiti kao katalizator ili u uređajima za detekciju svjetlosti.

Inače naučnici su već kreirali neke materijale koji su zapravo samo jedan sloj atoma nekog elementa, pa ih zato zovemo 2D materijali. Primjeri su jednoatomski slojevi od kalaja i olova. U suštini, ovi materijali imaju i treću dimenziju, ali je ona reda veličine nanometra, pa je zanemariva.

Tim istraživača sa Univerziteta Linkoping primijenio je inovativan pristup. Počevši sa materijalom koji sadrži atomski monosloj silicijuma između titanijum karbida, dodali su zlato na vrh ove strukture. Zlato je, zahvaljujući svojim osobinama, difuziralo u strukturu, zamjenjujući atome silicijuma i stvarajući tanki sloj zlata debljine samo jednog atoma. Nakon toga, titanijum karbid je otapan, oslobađajući slobodne listove goldena širine do 100 nanometara.

Rad o ovome su objavili u Nature Synthesis (1) časopisu, pod naslovom “Synthesis of goldene comprising single-atom layer gold” u aprilu 2024.

Proizvodnja goldena, izvor: Nature Magazine

Ovaj proces nije samo tehnički impresivan, već ima i značajne implikacije za potencijalne aplikacije goldenea. Zahvaljujući svojoj jedinstvenoj strukturi, ovaj materijal obećava mnogo u različitim oblastima, posebno u katalizi i optoelektronici.

Kada je riječ o katalizi, golden bi mogao promijeniti način na koji proizvodimo hemikalije. S obzirom na to da je tako tanak, ima ogromnu površinu u poređenju sa svojom zapreminom. To znači da može pružiti ogroman broj “molekularnih parking mjesta” za hemijske reakcije. Osim toga, atomska struktura zlata je poznata po svojoj katalitičkoj aktivnosti. Kombinacija ovih faktora čini golden potencijalno moćnim katalizatorom za različite reakcije, od proizvodnje goriva do farmaceutskih sinteza.

Međutim, možda je još uzbudljivija perspektiva kada je riječ o optoelektronici. Golden, s obzirom na svoju strukturu s jednim slojem atoma, može poboljšati optičke osobine uređaja, otvarajući vrata za efikasnije i preciznije uređaje za detekciju svjetlosti, senzore ili čak uređaje za pretvaranje svjetlosti u električnu energiju.

Iako je golden još uvijek u ranoj fazi istraživanja, njegova obećavajuća svojstva čine ga jednim od najuzbudljivijih materijala u savremenoj naučnoj zajednici. Njegova jedinstvena kombinacija tanke strukture i zlatnih osobina otvara put za brojne inovativne primjene, od efikasnijih katalizatora do naprednih uređaja za detekciju svjetlost

 

 

Reference:

  1. Kashiwaya, S., Shi, Y., Lu, J. et al. Synthesis of goldene comprising single-atom layer gold. Nat. Synth (2024). https://doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4