Una capa de oro de espesor atómico genera una ‘fiebre dorada’ científica
Se logró oro ultrafino con la ayuda de una técnica centenaria de fabricación de espadas
Akinbostanci/Getty Images
Se acaba de alcanzar un deslumbrante santo grial en la ciencia de los materiales: los científicos han creado láminas de oro independientes y de un solo átomo de espesor. Este logro es el primero de su tipo con átomos metálicos, que parecen aborrecer la planitud y típicamente insisten en agruparse en gotas o partículas.
El método detrás del nuevo metal monocapa, denominado goldene, podría “ampliar los límites de lo que es posible hacer con los materiales”, dice Lars Hultman, científico de materiales de la Universidad de Linköping en Suecia y autor principal de un nuevo estudio. en Síntesis de la naturaleza sobre la técnica. El oro es de particular interés, añade, porque sus nanopartículas ya se utilizan en electrónica, fotónica, detección, biomedicina y más. Los investigadores esperan que goldene exhiba su propio e intrigante conjunto de nuevas propiedades, como las láminas de carbono de un solo átomo conocidas como grafeno tener.
Este último avance se basa en trabajo previo en el que Hultman y sus colegas incrustaron átomos de oro dentro de carburo de silicio y titanio calentando películas en capas de los materiales a aproximadamente 670 grados Celsius, lo que provocó que el oro desplazara parte del silicio. “La buena noticia era que teníamos capas de oro que tenían sólo un átomo de espesor”, dice Hultman. “La mala noticia fue que estaban atrapados dentro del cristal anfitrión”.
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Amanda Montañez; Fuente: “Síntesis de Goldene que comprende oro de capa de un solo átomo”, por Shun Kashiwaya et al., en Síntesis de la naturaleza. Publicado en línea el 16 de abril de 2024 (referencia)
Después de años de pensar en cómo retirar la cubierta de material base (llamada exfoliación) y al mismo tiempo preservar las delicadas láminas de oro del interior, Hultman y sus colegas siguieron un ejemplo prometedor con el reactivo de Murakami, una solución utilizada en una técnica centenaria para grabar espadas japonesas y otros metales. Pero los primeros intentos de utilizar el reactivo fueron “un fracaso total”, dice Hultman. El oro y el material base siguieron disolviéndose.
El autor principal del estudio, Shun Kashiwaya, científico de materiales de Linköping, recurrió a otra pieza de “sabiduría centenaria” para encontrar la respuesta: un artículo alemán de 1905 que describía uno de los componentes del reactivo, el cianuro activado por luz, que sugería aplicar el El reactivo en la oscuridad podría ser la clave. Después de encontrar esta pista vital, dice Kashiwaya, “inmediatamente comencé a tener la esperanza de que la exfoliación pudiera funcionar en la oscuridad”.
Tenía razón: el equipo logró producir escamas doradas independientes de aproximadamente una décima de micrón de área. Los investigadores también confirmaron que el goldene tiene una mayor energía de unión que el oro normal; esto debería ayudar a ampliar su capacidad para catalizar o impulsar reacciones químicas. Planean explorar más a fondo las propiedades de goldene y las formas de aplicar su método a otros metales.
El nuevo trabajo “ofrece una perspectiva apasionante para el desarrollo de metales 2D y la comprensión de sus propiedades”, afirma Yury Gogotsi, científico de materiales de la Universidad de Drexel, que no participó en la investigación. Añade que el goldene “debería estudiarse para detectar posibles catálisis y otras aplicaciones”.