Des scientifiques créent de l'or atomiquement fin grâce à une technique de fabrication de couteaux japonaise vieille d'un siècle

Des scientifiques créent de l'or atomiquement fin grâce à une technique de fabrication de couteaux japonaise vieille d'un siècle

Horodatage: 18 avril 2024 1h36
Les scientifiques créent de l'or atomiquement mince avec la technique japonaise centenaire de fabrication de couteaux PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Le graphène a été salué comme un matériau merveilleux, mais il a également déclenché une ruée vers d'autres matériaux prometteurs. matériaux atomiquement minces. Aujourd’hui, les chercheurs ont réussi à créer une version 2D de l’or qu’ils appellent « goldene », qui pourrait avoir de nombreuses applications en chimie.

Les scientifiques spéculaient depuis de nombreuses décennies sur la possibilité de créer des couches de carbone d’un seul atome d’épaisseur. Mais ce n'est qu'en 2004 qu'une équipe de l'Université de Manchester au Royaume-Uni a produit pour la première fois des feuilles de graphène en utilisant une technique remarquablement simple consistant à les décoller d'un morceau de graphite avec du ruban adhésif ordinaire.

La haute résistance, la conductivité élevée et les propriétés optiques inhabituelles du matériau résultant ont déclenché une ruée pour lui trouver des applications. Mais cela a également incité les chercheurs à étudier les types de capacités exotiques que pourraient avoir d’autres matériaux ultra-fins.

L’or est un matériau que les scientifiques souhaitent depuis longtemps rendre aussi fin que le graphène, mais jusqu’à présent, leurs efforts ont été vains. Mais aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Linköping en Suède ont emprunté une ancienne technique de forgeage japonaise pour créer des flocons ultra-fins de ce qu'ils appellent « goldene ».

"Si vous fabriquez un matériau extrêmement fin, quelque chose d'extraordinaire se produit", a déclaré Shun Kashiwaya, qui a dirigé la recherche. un communiqué de presse. "La même chose arrive avec l'or."

Faire du Goldene s'est avéré difficile dans le passé car ses atomes ont tendance à s'agglutiner. Ainsi, même si vous pouvez créer une feuille 2D d’atomes d’or, ils s’enroulent rapidement pour créer des nanoparticules.

Les chercheurs ont contourné ce problème en prenant une céramique appelée carbure de silicium-titane, qui comporte des couches ultra-fines de silicium entre les couches de carbure de titane, et en la recouvrant d'or. Ils l'ont ensuite chauffé dans un four, ce qui a provoqué la diffusion de l'or dans le matériau et le remplacement des couches de silicium selon un processus appelé intercalation.

Cela a créé de fines couches d’or atomiquement incrustées dans la céramique. Pour le sortir, ils ont dû emprunter une technique centenaire développée par les couteliers japonais. Ils ont utilisé une formulation chimique connue sous le nom de réactif de Murakami, qui élimine les résidus de carbone pour révéler lentement les feuilles d'or.

Les chercheurs ont dû expérimenter différentes concentrations de réactif et différents temps de gravure. Ils ont également dû ajouter un produit chimique semblable à un détergent appelé tensioactif qui protégeait les feuilles d’or du liquide de gravure et les empêchait de s’enrouler. Les paillettes d’or pourraient ensuite être extraites de la solution par tamisage pour être examinées de plus près.

Dans un papier dans Synthèse naturelle, les chercheurs décrivent comment ils ont utilisé un microscope électronique pour confirmer que les couches d'or n'avaient effectivement qu'un atome d'épaisseur. Ils ont également montré que les paillettes dorées étaient des semi-conducteurs.

Ce n'est pas la première fois que quelqu'un prétend avoir créé Goldene, note Nature. Mais les tentatives précédentes impliquaient la création de feuilles ultra-minces prises en sandwich entre d’autres matériaux, et l’équipe de Linköping affirme que son effort est le premier à créer un « métal 2D autonome ».

Le matériau pourrait avoir une gamme de cas d’utilisation, affirment les chercheurs. Les nanoparticules d'or s'avèrent déjà prometteuses en tant que catalyseurs capables de transformer les déchets plastiques et la biomasse en matériaux précieux, notent-ils dans leur article, et elles possèdent des propriétés qui pourraient s'avérer utiles pour la récupération d'énergie, créant dispositifs photoniques, ou même diviser l'eau pour créer carburant hydrogène.

Il faudra du travail pour peaufiner la méthode de synthèse afin qu’elle puisse produire des quantités commercialement utiles de ce matériau, un défi qui a également retardé l’arrivée complète du graphène en tant que produit largement utilisé. Mais l’équipe étudie également si des approches similaires peuvent être appliquées à d’autres métaux catalytiques utiles. Le graphène ne sera peut-être pas longtemps le seul matériau miracle en ville.

Crédit image: Synthèse naturelle (CC BY 4.0)

Horodatage:

Plus de Singularity Hub