Khoa học

Một lớp nguyên tử vàng duy nhất – các nhà nghiên cứu tạo ra goldene

78

16 THÁNG TƯ, 2024

Một lớp nguyên tử vàng duy nhất - Các nhà nghiên cứu LiU tạo ra vàng
Lars Hultman, giáo sư vật lý màng mỏng và Shun Kashiwaya, nhà nghiên cứu tại Phòng Thiết kế Vật liệu tại Đại học Linköping. Tín dụng: Olov Planthaber

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tạo ra những tấm vàng chỉ dày một lớp nguyên tử. Vật liệu này đã được gọi là vàng. Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Linköping, Thụy Điển, điều này đã mang lại cho vàng những đặc tính mới có thể làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng như chuyển đổi carbon dioxide, sản xuất hydro và sản xuất hóa chất giá trị gia tăng. Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Nature Synthesis.

“Nếu bạn tạo ra một vật liệu cực kỳ mỏng, một điều gì đó phi thường sẽ xảy ra – như với graphene. Điều tương tự cũng xảy ra với vàng. Như bạn đã biết, vàng thường là kim loại, nhưng nếu dày một lớp nguyên tử, vàng có thể trở thành chất bán dẫn”, Shun Kashiwaya, nhà nghiên cứu tại Bộ phận Thiết kế Vật liệu tại Đại học Linköping cho biết.

Để tạo ra vàng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu cơ bản ba chiều, nơi vàng được nhúng giữa các lớp titan và carbon. Nhưng đến với goldene đã chứng tỏ là một thách thức. Theo Lars Hultman, giáo sư vật lý màng mỏng tại Đại học Linköping, một phần của sự tiến bộ là do tình cờ.

“Chúng tôi đã tạo ra vật liệu cơ bản với các ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Chúng tôi bắt đầu với một loại gốm dẫn điện gọi là cacbua silic titan, trong đó silicon nằm trong các lớp mỏng. Sau đó, ý tưởng là phủ vật liệu bằng vàng để tạo liên lạc. Nhưng khi chúng tôi tiếp xúc với thành phần ở nhiệt độ cao, lớp silicon đã được thay thế bằng vàng bên trong vật liệu cơ bản”, Lars Hultman nói.

Một lớp nguyên tử vàng duy nhất - Các nhà nghiên cứu LiU tạo ra vàng
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tạo ra những tấm vàng chỉ dày một lớp nguyên tử. Tín dụng: Olov Planthaber

Hiện tượng này được gọi là xen kẽ và những gì các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra là cacbua vàng titan. Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã có cacbua vàng titan mà không biết làm thế nào vàng có thể được tẩy tế bào chết hoặc tách ra, có thể nói như vậy.

Tình cờ, Lars Hultman tìm thấy một phương pháp đã được sử dụng trong nghệ thuật rèn của Nhật Bản trong hơn một trăm năm. Nó được gọi là thuốc thử của Murakami, loại bỏ dư lượng carbon và thay đổi màu sắc của thép trong chế tạo dao. Nhưng không thể sử dụng chính xác cùng một công thức như các thợ rèn đã làm. Kashiwaya đã phải xem xét các sửa đổi.

“Tôi đã thử các nồng độ thuốc thử khác nhau của Murakami và các khoảng thời gian khác nhau để khắc. Một ngày, một tuần, một tháng, vài tháng. Những gì chúng tôi nhận thấy là nồng độ càng thấp và quá trình khắc càng dài thì càng tốt. Nhưng vẫn chưa đủ”, ông nói.

Việc khắc cũng phải được thực hiện trong bóng tối vì xyanua phát triển trong phản ứng khi nó bị ánh sáng chiếu vào và nó hòa tan vàng. Bước cuối cùng là làm cho các tấm vàng ổn định. Để ngăn các tấm hai chiều tiếp xúc cuộn tròn, một chất hoạt động bề mặt đã được thêm vào. Trong trường hợp này, một phân tử dài tách và ổn định các tấm, tức là một mười.

“Các tấm vàng nằm trong dung dịch, hơi giống bánh ngô trong sữa. Sử dụng một loại ‘sàng’, chúng ta có thể thu thập vàng và kiểm tra nó bằng kính hiển vi điện tử để xác nhận rằng chúng ta đã thành công. Mà chúng tôi có”, Kashiwaya nói.

Các tính chất mới của vàng là do vàng có hai liên kết tự do khi hai chiều. Nhờ đó, các ứng dụng trong tương lai có thể bao gồm chuyển đổi carbon dioxide, xúc tác tạo hydro, sản xuất chọn lọc các hóa chất giá trị gia tăng, , lọc nước, truyền thông, v.v. Hơn nữa, lượng  được sử dụng trong các ứng dụng ngày nay có thể giảm đi nhiều.

Bước tiếp theo cho các nhà nghiên cứu LiU là điều tra xem liệu có thể làm tương tự với các kim loại quý khác và xác định các ứng dụng bổ sung trong tương lai hay không.

Theo: A single atom layer of gold—researchers create goldene (phys.org)

0 ( 0 bình chọn )

NGUYỄN QUANG HƯNG BLOG

https://nguyenquanghung.net
Kỹ sư cơ khí, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn, thiết kế, chế tạo, cung cấp, lắp đặt thiết bị, hệ thống.

Ý kiến bạn đọc (0)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *