Graphene giống như Novak Djokovic của vật liệu – nó quá tài năng đến nỗi mỗi thành tựu mới đều trở nên lỗi thời. Nhưng giờ đây, một công ty mới nổi đầy thú vị đang thách thức danh hiệu của graphene. Hãy gặp goldene, một tấm vàng hai chiều có những đặc tính kỳ lạ riêng.
Cách đây không lâu, graphene liên tục chiếm hết các tiêu đề báo, nhờ vào độ bền, mỏng, linh hoạt, nhẹ và dẫn nhiệt và điện tuyệt vời. Và tất cả những điều này xuất phát từ một khởi đầu rất khiêm tốn – 'vật liệu kỳ diệu' này lần đầu tiên được tạo ra bằng cách sử dụng một số băng dính để bóc các lớp dày một nguyên tử ra khỏi một khối than chì.
Các thí nghiệm tiếp theo đã sớm mang lại cho vật liệu này nhiều đặc tính tuyệt vời hơn nữa và nó bắt đầu xuất hiện trong các thiết bị điện tử, tấm pin mặt trời, màn hình, quần áo, mũ bảo hiểm, áo giáp chống đạn, máy bay, thậm chí cả giày dép. Nhưng cuối cùng, vật liệu vượt trội này đã đạt đến điểm bão hòa trên báo chí và thị trường – chúng tôi phát ngán khi viết về nó, bạn cũng phát ngán khi đọc về nó. Ngay cả bây giờ, nó vẫn chiếm quá nhiều không gian trong câu chuyện này!
Rất may, có thể có một vật liệu kỳ diệu mới sẵn sàng đánh bại graphene. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping ở Thụy Điển đã tạo ra thành công goldene, một tấm vàng chỉ dày một nguyên tử. Giống như graphene, điều này thay đổi các đặc tính của vật liệu từ dạng khối 3D của nó - trong trường hợp này, goldene trở thành chất bán dẫn, chuyển từ vàng thông thường thành một trong những chất dẫn điện tốt nhất hiện nay.
Các nhà nghiên cứu cho biết goldene có được các đặc tính mới của nó vì ở dạng 2D, các nguyên tử có hai "liên kết tự do". Điều này có nghĩa là cuối cùng nó có thể được sử dụng làm chất xúc tác để chuyển đổi carbon dioxide, sản xuất hydro hoặc các hóa chất có giá trị hoặc làm sạch nước. Và tất nhiên, điện tử có thể được hưởng lợi, ngay cả khi điều đó chỉ có nghĩa là cần ít vàng hơn để tạo ra chúng.
Tuy nhiên, goldene không dễ dàng như graphene. Các nguyên tử vàng có xu hướng vón cục lại với nhau, vì vậy rất khó để làm phẳng chúng thành các tấm 2D. Các nhà khoa học Linköping bắt đầu bằng cách kẹp các lớp silicon mỏng giữa các lớp titan và cacbua, sau đó phủ vàng lên trên. Khi được nung ở nhiệt độ cao, lớp silicon mỏng được thay thế bằng vàng.
Bước khó khăn sau đó là lấy vàng ra khỏi lớp sandwich. Để làm được như vậy, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm một loại hóa chất gọi là thuốc thử Murakami, được sử dụng như một phần của kỹ thuật rèn cũ của Nhật Bản, giúp khắc các cặn cacbon. Khi sử dụng ở nồng độ thấp trong tối đa hai tháng, vàng sẽ lộ ra. Cuối cùng, nó được ổn định bằng chất hoạt động bề mặt.
Tất nhiên đây chỉ là khởi đầu cho vàng, và các nhà nghiên cứu cho biết họ có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu các đặc tính, ứng dụng tiềm năng của nó và liệu các kim loại quý khác có thể được làm phẳng thành hai chiều theo những cách tương tự hay không.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Synthesis.
Nguồn: NewAtlas
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
