科学者が100年前の日本の包丁製造技術で原子的に薄い金を作成

科学者が100年前の日本の包丁製造技術で原子的に薄い金を作成

タイムスタンプ：18年2024月1日36:XNUMX
科学者たちは、100年前の日本の包丁製造技術PlatoBlockchainデータインテリジェンスを使用して、原子的に薄い金を作成します。垂直検索。あい。

グラフェンは驚異的な素材として歓迎されていますが、同時に他の有望な素材の発見も急ぐきっかけとなりました。 原子的に薄い物質。現在、研究者らは「ゴールデン」と呼ばれる金の二次元バージョンを作成することに成功しており、これは化学分野で多くの応用が可能となる可能性がある。

科学者たちは何十年もの間、原子2004個分の厚さの炭素の層を作る可能性について推測してきた。しかし、イギリスのマンチェスター大学のチームが、一般的な粘着テープを使ってグラファイトの塊からグラフェンシートを剥がすという非常に簡単な技術を使ってグラフェンシートを初めて製造したのはXNUMX年のことだった。

結果として得られる材料の高強度、高導電性、そして珍しい光学特性により、その用途の発見が殺到しています。しかし、このことは研究者たちに、他の極薄材料がどのような珍しい機能を持ち得るかを調査するきっかけにもなりました。

金は科学者がグラフェンと同じくらい薄い材料を作りたいと長年熱望してきた材料の1つだが、これまでのところその努力は無駄に終わっている。しかし今回、スウェーデンのリンシェーピング大学の研究者らは、日本の古い鍛造技術を借りて、彼らが「黄金」と呼ぶ極薄のフレークを作成した。

研究を主導した柏谷俊氏は、「材料を極端に薄くすると、驚くべきことが起こる」と述べた。 プレスリリース。 「同じことが金でも起こります。」

ゴールデンの原子は凝集する傾向があるため、ゴールデンを作るのはこれまで困難であることが判明しました。したがって、金原子の 2D シートを作成できたとしても、それらはすぐに丸まってナノ粒子が作成されます。

研究者らは、炭化チタンシリコンと呼ばれるセラミックを使用することでこの問題を回避しました。このセラミックは、炭化チタンの層の間にシリコンの極薄層を設け、それを金でコーティングしたものです。次に、それを炉で加熱すると、金が材料中に拡散し、インターカレーションとして知られるプロセスでシリコン層が置き換えられました。

これにより、セラミックに埋め込まれた金の原子状の薄い層が形成されました。それを取り除くために、彼らは日本のナイフメーカーによって開発された1世紀前の技術を借用する必要がありました。彼らは、炭素残留物をエッチングして除去する村上試薬として知られる化学製剤を使用して、金シートをゆっくりと露出させた。

研究者らは、さまざまな濃度の試薬とさまざまなエッチング時間を実験する必要がありました。また、金シートをエッチング液から保護し、丸まるのを防ぐ界面活性剤と呼ばれる洗剤のような化学物質も添加する必要がありました。その後、金フレークをふるいにかけて溶液から取り出し、より詳細に検査することができます。

で 紙の ネイチャーシンセシス、研究者らは、電子顕微鏡を使用して、金の層が実際に原子 1 個の厚さであることを確認した方法について説明しています。彼らはまた、ゴールデンフレークが半導体であることも示した。

誰かがゴールデンを創造したと主張するのはこれが初めてではない、 ノート 自然。しかし、これまでの試みでは、他の素材の間に挟まれた極薄シートを作成することが含まれており、リンシェーピングのチームは、自分たちの取り組みが「自立した2D金属」を作成する初めての試みであると述べている。

研究者らによると、この素材にはさまざまな用途がある可能性があるという。金ナノ粒子は、プラスチック廃棄物やバイオマスを貴重な物質に変えることができる触媒としてすでに有望であると論文で述べており、エネルギーハーベスティングに役立つ可能性がある特性を備えていると述べています。 フォトニックデバイス、または水を分解して作成することさえできます。 水素燃料.

商業的に有用な量の材料を生産できるように合成方法を調整するには労力がかかり、この課題が広く使用される製品としてのグラフェンの完全な到着を遅らせている。しかし研究チームは、同様のアプローチが他の有用な触媒金属にも適用できるかどうかも調査している。グラフェンは、長く街に存在する唯一の驚異的な素材ではないかもしれません。

画像のクレジット： ネイチャーシンセシス (4.0てCC)

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