科學(xué)家首次成功制造出只有單原子層厚度的金片。這種材料被稱為“Goldene”。瑞典林雪平大學(xué)的研究人員稱，這賦予了黃金新的特性，使其可應(yīng)用于二氧化碳轉(zhuǎn)化、制氫和生產(chǎn)高附加值化學(xué)品等領(lǐng)域。研究結(jié)果發(fā)表在16日出版的《自然·合成》雜志上。
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家一直試圖制造單原子厚度的薄金片，但由于金容易結(jié)塊而屢次失敗。此次，為了制造Goldene，研究人員使用了一種三維基礎(chǔ)材料，在鈦層和碳層之間嵌入金。
在制造基礎(chǔ)材料時(shí)，研究人員最初使用的是一種名為碳化硅鈦的導(dǎo)電陶瓷，其中的硅呈薄層狀。他們的想法是在這種材料上鍍金，以形成一個(gè)接觸點(diǎn)。但當(dāng)他們將組件暴露在高溫下時(shí)，基材內(nèi)部的硅層被金所取代。
林雪平大學(xué)薄膜物理學(xué)教授拉爾斯·霍特曼介紹稱，這種現(xiàn)象被稱為插層。而研究人員發(fā)現(xiàn)的是碳化鈦金。幾年來(lái)，他們一直在研究碳化鈦金，卻不知道金是如何剝離或淘洗出來(lái)的。
一次偶然的機(jī)會(huì)，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種在日本鍛造工藝中使用了100多年的方法。該方法可以蝕刻掉殘留的碳并改變鋼的顏色，其使用的是“村上試劑”。
研究人員嘗試了不同濃度的村上試劑和不同的蝕刻時(shí)間。蝕刻必須在黑暗中進(jìn)行，因?yàn)楫?dāng)試劑被光線照射時(shí)，會(huì)在反應(yīng)中生成氰化物，并溶解黃金。最后一步是穩(wěn)定金片。為了防止暴露的二維薄片卷曲，他們添加了表面活性劑。
溶液中的金薄片有點(diǎn)像牛奶中的玉米片。研究人員使用一種“篩子”收集黃金，并用電子顯微鏡進(jìn)行檢查，最終確定了實(shí)驗(yàn)成功。
Goldene的新性質(zhì)源自金在二維時(shí)有兩個(gè)自由鍵。因此，未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域可能包括二氧化碳轉(zhuǎn)化、制氫催化、高附加值化學(xué)品的選擇性生產(chǎn)、氫氣生產(chǎn)、水凈化、通信等。
