科学家们在利兹大学创造了一种新型黄金,厚度仅为两个原子,这是迄今为止创造的最薄的非支撑黄金。研究人员测量了这种黄金的厚度为0.47纳米,比人类指甲薄一百万倍。这种材料被认为是二维的,因为它仅由两层原子组成。所有原子都是表面原子,没有隐藏在表面下的'体'原子。这种材料在医疗设备和电子行业中可能有广泛的应用,也可以作为催化剂加速一系列工业过程中的化学反应。
实验室测试表明,这种超薄黄金作为催化基底比目前使用的金纳米颗粒效率高出十倍。科学家们相信,这种新材料也可能成为人工酶的基础,可应用于快速、即时医疗诊断测试和水净化系统。超薄金属的成功合成在期刊《先进科学》中宣布。论文的主要作者Sunjie Ye博士表示,这项工作是一个里程碑式的成就。该研究团队正在寻找与行业合作的方法,以扩大该过程的规模。
合成金纳米片的过程在水中进行,始于氯金酸,这是一种含有金的无机物质。在存在'限制剂'的情况下,它被还原为金属形式,这种化学物质鼓励金形成两层原子厚的薄片。由于金在纳米尺度上的尺寸,它在水中呈现绿色,研究人员将其描述为金纳米海藻。电子显微镜拍摄的图像显示,金原子已经形成了高度有序的晶格。其他图像显示了人工着色的金纳米海藻。
利兹大学分子和纳米尺度研究小组的负责人Stephen Evans教授表示,使用这些超薄金片可以实现的显著收益归功于其高表面积与体积比。他指出,黄金是一种高效的催化剂。由于纳米片非常薄,几乎每个金原子都参与了催化过程。这意味着该过程非常高效。标准基准测试显示,金纳米片比工业中常规使用的金纳米颗粒效率高十倍。
Evans教授表示,数据显示,行业可以通过使用较少的黄金来获得相同的效果,这在谈论贵金属时具有经济优势。类似的基准测试显示,金纳米片可以作为非常有效的人工酶。这些薄片也很灵活,这意味着它们可以成为柔性屏幕、电子墨水和透明导电显示器的电子组件的基础。Evans教授认为,不可避免地会将二维黄金与有史以来创建的第一种二维材料石墨烯进行比较。
他指出,任何新材料的转化都可能需要很长时间,你不能强迫它做你可能希望的所有事情。他认为,对于二维黄金,我们有一些非常明确的想法,特别是在催化反应和酶反应中,它可能会被使用。我们知道它将比现有技术更有效,所以我们有一些我们认为人们会感兴趣与我们一起开发的东西。