Mokslininkams pavyko sukurti ploniausią pasaulyje aukso lakštą, kurio storis – vos vienas atomas. Mokslininkų teigimu, „auksenu“ pavadinta naujoji medžiaga gali būti labai svarbi anglies dioksido vertimo į kitas medžiagas ir vandenilio gamybos srityse, skelbia „Live Science“.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Neįprastomis optinėmis ir elektroninėmis savybėmis pasižyminčios dvimatės medžiagos ypač domina mokslininkus. Itin didelis šių medžiagų paviršiaus plotas, palyginti su jų tūriu, reiškia, kad jos elgiasi visai kitaip nei chemiškai identiškos didelių matmenų kietosios medžiagos. Tad nuo grafeno atradimo 2004-aisias buvo pristatyta daugybė dvimačių medžiagų pavyzdžių. Tačiau dauguma šių medžiagų gaminamos iš nemetalų arba mišrių junginių, o sukurti grynųjų metalų vieno atomo lakštus yra daug sudėtingiau.
„Metalai nemėgsta vienatvės, – elektroniniame laiške „Live Science“ rašė Olbanio universiteto kietųjų kūnų chemikas Michaelas Yeungas. – Kadangi metalų ryšiai yra delokalizuoti, jie lengvai jungiasi tarpusavyje. Paruošti vieną sluoksnį yra pakankamai sudėtinga, nes tenka nugalėti metalo poreikį jungtis ne tik su savimi, bet ir su kitais lakštais.“
Kelioms mokslininkų grupėms pavyko sukurti vieną aukso atomų sluoksnį, įterptą į atraminį kietąjį kūną, pavyzdžiui, grafenu dengtą silicio karbidą – „sumuštinį primenančią struktūrą, kurioje grafenas naudojamas vietoje duonos, o auksas – vietoje dešros“, – aiškino M. Yeungas. Tačiau išgauti aukseną iš šių sudėtingų daugiasluoksnių kietųjų kūnų pasirodė pakankamai sudėtinga, nes vos pašalinus atramą, aukso atomai susijungė į nanodaleles.
Švedijos Linkӧpingo universiteto Fizikos, chemijos ir biologijos katedros docentas Shunas Kashiwaya su kolegomis apvertė šį metodą aukštyn kojomis ir pirmą kartą sėkmingai išskyrė aukseno lakštus. Mokslininkai pritaikė 100 metų senumo techniką, kurią naudojo japonų geležies kalviai, norėdami išskirti atskirus tauriojo metalo sluoksnius.
Pirmiausia jie sukūrė sluoksniuotą titano, silicio ir anglies struktūrą, kurią padengė aukso sluoksniu. Per 12 valandų aukso dalelės difundavo (įsiskverbė – LRT) į medžiagą, pakeisdamos silicio sluoksnį auksu ir sukurdamos į kietąją medžiagą įterptą aukso lakštą. Tačiau, užuot bandę nuimti aukso sluoksnį, tyrėjai atsargiai pašalino aplink jį buvusią struktūrą, palikdami tik aukso lakštą.
S. Kashiwaya ir jo kolega iš to paties universiteto Larsas Hultmanas mano, kad dėl padidėjusio cheminio reaktyvumo auksenas gali būti labai svarbus reakcijose, kuriomis anglies dioksidas paverčiamas degalais, pavyzdžiui, etanoliu ir metanu, o vanduo – vandeniliu. Šiuo metu jie tobulina sintezės metodą.
Kitas žingsnis, anot M. Yeungo, galėtų būti vieno sidabro sluoksnio sukūrimas, vietoje pagrindo naudojant aliuminį.
Tyrimas čia.
