نازک‌ترین ورق طلای جهان فقط یک اتم ضخامت دارد

وقتی لارس هالتمن، استاد دانشکده‌ی فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی دانشگاه لینکوپینگ و یکی از نویسندگان مطالعه درحال تحقیق در مورد زداینده‌های شیمیایی بود، تکنیک جدید کشف شد. هالتمن روش ۱۰۰ ساله‌ای را پیدا کرد که آهنگرهای ژاپنی برای حذف بقایای کربن از فولاد به کار می‌برند. این محلول که واکنشگر موراکامی یا پتاسیم فری‌سیانید قلیایی نامیده می‌شود، بدون تاثیر بر ورق گلدن، نگهدارنده‌ی کاربید تیتانیومی اطراف را از بین می‌برد.

پژوهشگرها برای تکمیل روش، شرایط واکنش مختلف و غلظت‌های متفاوت محلول زداینده را آزمایش کردند. مهم‌تر از همه، آن‌ها دریافتند که افزودن سیستئین به عنوان سورفکتانت یا ماده‌ای شیمیایی که کشش سطحی مایع را کاهش می‌دهد، ورقه‌های جداشده را تثبیت و از خوشه‌بندی و ترکیب اتم‌های طلا به نانوذرات ممانعت می‌کند.

ورقه‌های گلدن که فاقد نگهدارنده هستند، تا ۱۰۰ نانومتر طول دارند و ضخامتشان صدها برابر کمتر از ورقه‌های معمولی طلا است. کاشیوایا و هالتمن باور دارند که گلدن به دلیل واکنش‌پذیری شیمیایی بهبود‌یافته می‌تواند کاربردهای مهمی در واکنش‌ها برای تبدیل کربن‌دی‌اکسید به سوخت‌هایی مثل اتانول و متان و تبدیل آب به هیدروژن داشته باشد. آن‌ها هم‌اکنون در حال بررسی بهبود روش سنتز هستند.

کاشیوایا می‌گوید: «هدف ما بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی بنیادین گلدن و توسعه‌ی بیشتر فرآیند سنتز برای افزایش مساحت و بازدهی ورق گلدن است. ما همچنین به دنبال پیاده‌سازی این رویکرد برای تولید سایر مواد دوبعدی فراتر از گلدن هستیم.»

یونگ به‌ویژه به تهیه‌ی مواد دوبعدی جدید با روش جدید علاقه‌مند است. او می‌گوید قابلیت زدودن انتخابی یک ماده‌ی پایدار به این معنی است که می‌توان مواد جدیدی را با این روش تولید کرد. گام بعدی می‌تواند ساخت لایه‌ی نقره با استفاده از آلومینیوم اکسید به‌عنوان پایه باشد.

یافته‌های پژوهشگران ۱۶ آوریل در نشریه Nature Synthesis منتشر شد.