Megalkották a világ legvékonyabb aranylemezét

Az elképzelhetetlenül vékony aranyréteg kiváló katalizátorként funkcionálhat majd ipari vagy orvosi alkalmazásban.

Az angliai Leedsi Egyetem kutatócsoportja rendkívüli finomságú, mindössze 2 atomnyi rétegből álló, 0,47 nanométer vékony aranylemezt hozott létre, amely szabadon áll, vagyis nem valamilyen anyagra felhordott aranyfilm. A gyakorlatilag kétdimenziósnak tekinthető fémlemezkék elkészítése rendkívüli kihívást jelent, viszont hatalmas felhasználási lehetőség rejlik ebben az újszerű anyagformában, ezért igen fontos olyan módszereket kifejleszteni, amelyek révén egyszerűbben létrehozhatóak. A mindössze két atomnyi réteg azt is jelenti, hogy a lehető leginkább anyagtakarékos lemez született meg, mivel így a lemez mindkét oldala felszíni atomrétegből áll, s nincs köztük reakciókra képtelen felesleges tömeg. Számtalan elektronikai ipari vagy orvosi eljárásban igen nagy hasznát vehetik, szolgálhat a kémiai reakciókat felgyorsító katalizátorként: e kétatomos réteg tízszer hatékonyabb katalizátor, mint az iparban ma használt, ennél nagyobb nanorészecskék. Használni lehet majd víztisztító berendezésekben, illetve alapot jelenthet olyan mesterséges enzimek számára, amelyek az orvosi diagnosztikát lendíthetik előre.
Az Advanced Science folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője, Sunjie Ye szerint nemcsak az arany rendkívül hatékony felhasználási lehetőségei miatt mérföldkő a munkájuk, hanem azért is, mert az alkalmazott eljárást más anyagból készült ultravékony fémlemezek előállításához is használni lehet majd. „Az eljárás teljesen megújíthatja a nanoanyag-gyártást”. A kutatócsoport jelenleg olyan ipari befektetőt keres, akivel nagy léptékű gyártásba foghatnak majd. „Az ipar számára is fontos, hogy kevesebb arany felhasználásával, így gazdaságosabban érje el ugyanazokat a célokat” – mondta Stephan Evans professzor, a kutatócsoport tagja. A lemezkék rendkívül jó felület-tömeg aránya az, ami a kiváló lehetőségeit adja, így minden egyes aranyatom katalizálhatja a felhasználási területének megfelelő folyamatot. Mivel a lemezkék hajlékonyak is, ez a tulajdonságuk is növeli a felhasználási lehetőségeiket.

Az előállítás során a hidrogén-tetrakloro-aurát (HAuCl4) vizes oldatából indulnak ki, majd ezt egy adalékanyaggal vegyítve az aranyat arra késztetik, hogy 2 atom vékonyságú rétegként csapódjon ki. Az eljárás során nincs szükség különleges hőmérsékletre, és a folyamat igen egyszerű.
A vízben kicsapódó aranylemezkék zöldes árnyalatúak a nanoszerkezetnek köszönhetően, a lemezkék formája pedig növénytelepekre emlékeztet, a kutatók ezért a nanohínár becenevet adták neki.

A kutatók úgy vélik, hogy a kb. másfél évtizede megalkotott grafénhez, az első kétdimenziós nanoszerkezetű anyaghoz hasonlóan az arany nanolemezkék iránt is óriási érdeklődés támad hamarosan.