Các nhà khoa học đã sử dụng một kỹ thuật 100 năm tuổi để tạo ra Goldene - một loại vật liệu dày chỉ bằng một nguyên tử. (Ảnh: Rudchenko Liliia qua Shutterstock)
Trước đây, một số nhóm đã tạo ra một lớp nguyên tử vàng được nhúng bên trong một chất rắn hỗ trợ, chẳng hạn như cacbua silic phủ graphene. Nhưng việc chiết xuất vàng từ các chất rắn phân lớp phức tạp này tỏ ra có vấn đề, khi các nguyên tử vàng đông tụ thành các hạt nano ngay khi chất hỗ trợ bị loại bỏ.
Shun Kashiwaya, trợ lý giáo sư tại Khoa Vật lý, Hóa học và Sinh học tại Đại học Linköping ở Thụy Điển, cùng các đồng nghiệp đã áp dụng phương pháp này để lần đầu tiên cô lập thành công các tấm vàng.
Họ bắt đầu bằng cách tạo ra một cấu trúc phân lớp gồm titan, silicon và carbon, sau đó họ phủ một lớp vàng lên bề mặt. Trong hơn 12 giờ, các hạt vàng khuếch tán vào vật liệu, thay thế lớp silicon bằng vàng và tạo ra một tấm vàng được nhúng bên trong chất rắn. Tuy nhiên, thay vì cố gắng loại bỏ lớp vàng, nhóm nghiên cứu đã cẩn thận tách đi toàn bộ chất rắn xung quanh, để nguyên tấm vàng.
Họ đã tìm ra kỹ thuật này khi đồng tác giả nghiên cứu Lars Hultman, giáo sư Khoa Vật lý, Hóa học và Sinh học tại Đại học Linköping, đang nghiên cứu các chất ăn mòn hóa học. Hultman đã tìm ra một phương pháp 100 năm tuổi được các thợ rèn Nhật Bản sử dụng để tách đi cặn cacbua trong thép, ăn mòn lớp đỡ cacbua titan xung quanh mà không ảnh hưởng đến tấm vàng. Các tấm vàng độc lập dài tới 100 nanomet và mỏng hơn hàng trăm lần so với lá vàng thông thường.
Hiện các nhà nghiên cứu mong muốn khám phá các đặc tính vật lý và hóa học cơ bản của Goldene và phát triển hơn nữa quy trình tổng hợp để tăng cả diện tích và năng suất của tấm Goldene.
Do khả năng phản ứng hóa học của goldene được tăng cường, nó có những ứng dụng quan trọng trong biến đổi carbon dioxide thành nhiên liệu như ethanol và methane, hoặc biến đổi nước thành hydro.
