Что общего между японскими кузнецами прошлого века и современными шведскими исследователями? Видимо ничего. Однако именно благодаря столкновению древней японской техники ковки и самых передовых технологий синтеза,золотой«материал, который может революционизировать будущее золота. Тонкое, как один атом, но обладающее полупроводниковыми свойствами, это новое «двумерное золото». Тем временем Я свяжу исследование здесь.
Задача создания двумерного золота
В течение многих лет ученые пытались создать листы золота толщиной всего в один атом, но всегда боролись с тенденцией металла слипаться. Теперь исследователи из Университет Линчёпинга, обусловлен Шун Кашивая e Ларс Хультман, они не сдались перед лицом этой проблемы. Ключ к их успеху? Смесь интуиции, настойчивости и… щепотки удачи.
Все началось, когда исследователи работали над проводящим материалом под названием карбид титана и кремний, в котором кремний располагался тонкими слоями. Идея заключалась в том, чтобы покрыть этот материал золотом для создания электрического контакта. Но когда команда подвергла компонент воздействию высоких температур, произошло нечто неожиданное: слой кремния был заменен золотом в основном материале. Это явление, известное как вставка, привело к созданию карбида титана и золота. В течение многих лет исследователи изучали этот материал, не понимая, как «извлечь» золото в двумерные листы.
Пока по чистой случайности Ларс Хультман не наткнулся на метод, которым японские мастера пользуются уже более века.
Рассматриваемый метод называется «реактив Мураками» и используется в искусстве японской ковки для травления остатков углерода и изменения цвета стали, например при производстве ножей. Но точный рецепт кузнецов нельзя было применить непосредственно к карбиду титана и золоту. Кашивае приходилось экспериментировать с разными концентрациями реагентов и временем травления: от одного дня до нескольких месяцев.
После многочисленных попыток исследователи обнаружили, что ключом к успеху было использование низкая концентрация реагента в течение очень длительного времени. Но этого все равно было недостаточно. Разрез пришлось делать в темноте., поскольку в результате реакции света образовался бы цианид, растворяющий золото. А чтобы двумерные листы золота не скручивались, пришлось добавить поверхностно-активное вещество — длинную молекулу, которая разделяет и стабилизирует листы. Все чисто? Знаю, знаю. Если бы все было проще, они бы это обнаружили раньше.
Голден, уникальные свойства и потенциальное применение
Результатом этого длительного процесса, как уже упоминалось, является золотой. Золотое, ребята. Как приятно иметь дело с термином, который, как вы чувствуете, повлияет на будущее. Это материал, который также может произвести революцию во многих технологических отраслях. Фактически, благодаря своей двумерной структуре, золото приобретает полупроводниковые свойства, с двумя свободными связями, что делает его чрезвычайно универсальным.
Среди потенциальных применений голдена можно назвать конверсия углекислого газа, катализ для производства водорода и химикаты с добавленной стоимостью, очистка воды e телекоммуникации. Кроме того, благодаря этому материалу количество золота, необходимое для текущих применений, может быть значительно сокращено, что принесет экономические и экологические выгоды. Исследователи из Университета Линчёпинга уже работают над тем, чтобы понять, можно ли получить аналогичные результаты с другими благородными металлами, а также определить дальнейшие будущие применения этого необычного материала.
Из Голдена урок научной счастливой случайности
История открытия голдена увлекательна не только потенциалом этого нового материала, но и тем, что он учит нас о процессе научных исследований. Часто великие инновации возникают в результате неожиданных комбинаций, в результате идей, которые приходят в голову, когда вы работаете над чем-то совершенно другим, или в результате применения древние знания к очень современным проблемам.
Это счастливая случайность, это счастливое совпадение, которое почти случайно приводит к важным открытиям, при условии, что у вас есть непредвзятость и смирение, чтобы признать потенциал идей и методов, которые могут показаться очень далекими от вашей области исследований. Именно это случилось с исследователями из Университета Линчёпинга, которые смогли воспользоваться возможностью, предоставляемой древней японской техникой ковки, для решения передовой проблемы материаловедения.
Банзай!
