De zeewierachtige ‘goudvlokken’ zijn zó dun dat ze niet als 3D- maar 2D-materiaal worden beschouwd.
Dun, dunner dunst. Onderzoekers aan de Leeds-universiteit hebben goud in een nieuw, flinterdun jasje gestoken. Bestaande uit slechts twee lagen atomen, meet de dikte van het vel 0,47 nanometer. Dat maakt het ‘zeewiergoud’ een miljoen maal dunner dan een vingernagel én het dunste beetje opzichzelfstaand goud tot nu toe.
Lees ook:
2D zeewier
Met slechts twee atomen dik is het edelmetaal, beschreven in Advanced Science, zo dun dat het niet beschouwd wordt als drie- maar als tweedimensionaal (2D). Het ontbreekt het materiaal namelijk aan diepte, legt het team uit: alle atomen liggen aan de oppervlakte.
De sheets worden gemaakt uit chlooraurinezuur (HAuCl4) ook wel goudchloridezuur genoemd, een stof dat goud (Au staat voor aurum) bevat. In een waterige oplossing wordt het zuur gereduceerd tot het edelmetaal, dat zich vervolgens in twee nette, dubbele lagen atomen ordent. Wegens de vorm en de groenige kleur die de ‘nano-lapjes’ in water hebben, doopten de onderzoekers het zeewiergoud.
De efficiëntie zouden de goudvlokken te danken hebben aan de hoge oppervlakte-volume-ratio, zo schrijven de onderzoekers. © University of Leeds
Kunstmatige enzymen
Wat kun je met goud van nog geen halve nanometer? Veel, menen de onderzoekers. Uit tests bleken de sheets bijvoorbeeld uiterst effectieve katalysatoren te zijn; stoffen die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden zonder zelf verbruikt te worden. Tienmaal effectiever dan (driedimensionale) gouden nanodeeltjes, schrijft het team.
Dat maakt het ‘metaalwier’ niet alleen praktisch voor allerlei industriële processen, volgens het team zou het flinterdunne goud ook de basis kunnen vormen voor kunstmatige enzymen – lichaamseigen katalysatoren. Tenslotte zouden de vlokken door hun flexibele aard ook een scala aan toepassingen hebben in elektronica zoals medische apparaten en flinterdunne schermen.
Deze foto, gemaakt met een elektronenmicroscoop toont de nette oriëntatie van de goudatomen en -elektronen. © University of Leeds
Metaalplakjes
“De ontdekking zorgt ervoor dat goud efficiënter dan ooit gebruikt kan worden”, vertelt coauter Sunjie Ye. En dat heeft natuurlijk positieve gevolgen voor de portemonnee. Momenteel kijken de onderzoekers naar manieren om de methode op te schalen. In de toekomst willen ze met de bevindingen ook 2D-versies van andere metalen maken.
Bronnen: Advanced Science, University of Leeds via EurekAlert!
Beeld: University of Leeds
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!