A svéd Linköping Egyetem kutatói kifejlesztettek egy új anyagot, amelynek fantasztikus tulajdonságai vannak. Az egyatomos arany – másnéven goldene – szabályozható elektromos viselkedéssel, erősebb fénykölcsönhatással, és a katalitikus reakciók hatékonyságát ugrásszerűen növelő hiperaktív felülettel rendelkezik. Az egyatomnyi réteg ugyanis hatalmas felületet biztosít, miközben minimális anyagmennyiséget igényel.

Az új anyag segítségével több ipari területen is radikális hatékonyságnövelést lehet elérni. Például olyan katalizátorokat lehet építeni, amelyek ipari hulladékból hasznos vegyi anyagokat állítanak elő, vagy napelemes eszközöket, amelyek hatékonyabban gyűjtik be a fényt. Az orvostudományban célzottan, minimális mellékhatással lehet vele felmelegíteni és elpusztítani a daganatokat. E mellett az infokommunikációban és a hadiiparban is növelheti a hatékonyságot az aranyat helyettesítve.   

A fejlesztés kiindulópontja, hogy az arany másképp viselkedik, ha egyetlen atomrétegre redukálják. Az elektronok új útvonalakat vesznek fel, és a fény meglepő módon kapcsolódik a felülethez. Noha a kutatók régóta képesek izolálni az egyatomos aranyréteget, ipari felhasználásra még nem alkalmasak. A svéd kutatók ehhez most azt tették hozzá, hogy nagyobb nanoméretű, stabil arany-monolapokat állítottak elő, amely elvezethet a tömeges ipari alkalmazáshoz.

A kutatók vettek egy aranyat tartalmazó titánkristályt, amely ismétlődő mintázatban halmoz fel atomrétegeket. Ebből kémiai úton kiszabadították az arany-monoréteget, majd a szerkezetét folyamatos mechanikai-, és hőkezelés során „kisimították”. Az eredmény egy önálló, átlátszó, egy atom vastagságú fémlemez lett. 

Ehhez tudni kell, hogy a fémek atomszinten inkább gömbölyödnek, nem pedig laposan terülnek el. A kutatók ezt úgy kerülték el, hogy a nem arany rétegeket elmaratták, miközben a frissen feltárt aranyat megvédték. Klasszikus maratószert használtak, amely titánnal és szénnel erősen reagál, de megfelelő körülmények között az aranyat nagyrészt figyelmen kívül hagyja.

A felületaktív anyagok közlekedésirányítóként működtek az arany felületén. A kis kéntartalmú molekulák, mint a cisztein vagy a ciszteinamin, az aranyhoz kötődtek, és segítettek megakadályozni, hogy a lemez a „simítás” során újra meggörbüljön vagy cseppekké olvadjon össze. Sok más egyatomos anyaghoz hasonlóan, a rétegek természetes hullámzást produkáltak, és enyhén hullámos szélűek voltak, de egyrétegűek maradtak, nem pedig egymásra rakódtak.

A kutatók reményei szerint a goldene kinyerésének technológiája méretezhető, azaz javítható a hozam és a méret. A közeljövő kutatási feladataként azt határozták meg, hogy elérjék az ipari hasznosítási szintet.

Forrás: Linköping University / Earth.com