ساخت نازک‌ترین ورقه طلای جهان با ضخامت یک اتم

دانشمندان برای اولین‌بار موفق به ساخت ورقه‌هایی از طلا شدند که ضخامت آن‌ها تنها یک اتم است. این ورقه‌ها که «گلدین» (Goldene) نامیده شده‌اند، می‌توانند کاربرد‌های مهمی در تبدیل دی‌اکسیدکربن و تولید هیدروژن داشته باشند. همچنین زمانی که طلا به اندازه یک لایه اتمی نازک می‌شود، خواص جدید نیمه‌رسانا پیدا می‌کند.

به گزارش دیجیاتو و براساس مقاله منتشرشده در نیچر، محققان دانشگاه لینشوپینگ سوئد برای ساخت این ورقه‌های طلا، از تکنیک ۱۰۰ ساله‌ای بهره بردند که آهنگر‌های ژاپنی برای جداسازی لایه‌های فلز‌های گران‌بها استفاده می‌کردند.

 ورقه‌های طلا درحالت عادی تمایل دارند جمع شوند و به همین دلیل اکثر تلاش‌های قبلی دانشمندان برای ساخت یک ورقه دو‌بعدی تک اتمی از این فلز ناکام مانده بود. اکنون محققان سوئدی با یک تکنیک قدیمی ژاپنی توانستند این مشکل را حل کنند.

ساخت ورق طلا با ضخامت یک اتم

محققان به‌دلیل خواص نوری، الکترونیکی و کاتالیزوری غیرمعمول در مواد دوبعدی علاقه خاصی به آن‌ها دارند. از زمان ایجاد گرافن در سال ۲۰۰۴ نیز دانشمندان از آن برای کاربرد‌های مختلفی استفاده کردند. گرافن به‌دلیل استحکام بالا، نازک‌بودن، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، وزن کم و رسانایی عالی گرما و الکتریسیته در صنایع مختلف مانند لوازم الکترونیکی، پنل‌های خورشیدی، نمایشگرها، لباس‌ها، کلاه ایمنی، زره‌های ضدگلوله، هواپیما‌ها و حتی کفش‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

اکنون ورقه‌های طلا می‌توانند همانند گرافن کاربرد‌های گسترده‌ای داشته باشند؛ هرچند فرایند ساخت این ورقه‌ها چندان ساده نبوده است. اتم‌های طلا تمایل به جمع‌شدن به سمت یکدیگر دارند، بنابراین صاف‌کردن و تبدیل آن‌ها صفحات یک‌اتمی دشوار است. دانشمندان داشنگاه لینشوپینگ برای ساخت این ورقه‌ها، لایه‌های نازک سیلیکون را بین لایه‌های تیتانیوم قرار دادند و سپس آن را با طلا پوشاندند.

مرحله دشوار این فرایند، درواقع خارج‌کردن ورقه‌های نازک طلا از دیگر مواد زیرین است. برای انجام این کار، محققان با کمک یک ماده شیمیایی به نام «موراکامی» توانستند این ورقه‌های نازک طلا را خارج کنند. آهنگر‌های قدیمی ژاپنی از این ماده برای ازبین‌بردن بقایای کربن استفاده می‌کردند.

این ورقه‌های نازک طلا در تبدیل دی‌اکسیدکربن، تولید هیدروژن، تصفیه آب و موارد دیگر می‌تواند کاربرد داشته باشد. علاوه‌براین، با این روش می‌توان میزان طلای مورداستفاده در وسایل مختلف را به میزان قابل‌توجهی کاهش داد.