Una nanohoja de oro que tiene solo dos átomos de espesor. Ha sido coloreado artificialmente. Crédito:Universidad de Leeds
Los científicos de la Universidad de Leeds han creado una nueva forma de oro que tiene solo dos átomos de espesor:el oro sin soporte más delgado jamás creado.
Los investigadores midieron el grosor del oro en 0,47 nanómetros, es decir, un millón de veces más delgado que una uña humana. El material se considera 2-D porque comprende solo dos capas de átomos colocados uno encima del otro. Todos los átomos son átomos de la superficie; no hay átomos "voluminosos" ocultos debajo de la superficie.
El material podría tener aplicaciones a gran escala en las industrias de dispositivos médicos y electrónica, y también como catalizador para acelerar las reacciones químicas en una variedad de procesos industriales.
Las pruebas de laboratorio muestran que el oro ultrafino es 10 veces más eficiente como sustrato catalítico que las nanopartículas de oro que se utilizan actualmente. que son materiales tridimensionales con la mayoría de los átomos que residen en la masa en lugar de en la superficie.
Los científicos creen que el nuevo material también podría formar la base de enzimas artificiales que podrían aplicarse rápidamente, pruebas de diagnóstico médico en el punto de atención y en sistemas de purificación de agua.
El anuncio de que el metal ultrafino se había sintetizado con éxito se hizo en la revista. Ciencia avanzada .
Una imagen de un microscopio electrónico muestra la disposición de los átomos en la nanoplaca de oro. Crédito:Universidad de Leeds
El autor principal del artículo, Dr. Sunjie Ye, del Grupo de Física Molecular y Nanoescala de Leeds y del Instituto de Investigación Médica de Leeds, dijo:"Este trabajo equivale a un logro histórico.
"No solo abre la posibilidad de que el oro se pueda utilizar de manera más eficiente en las tecnologías existentes, está proporcionando una ruta que permitiría a los científicos de materiales desarrollar otros metales bidimensionales.
"Este método podría innovar la fabricación de nanomateriales".
El equipo de investigación busca trabajar con la industria en formas de ampliar el proceso.
La síntesis de la nanoplaca de oro se realiza en una solución acuosa y comienza con ácido cloroáurico, una sustancia inorgánica que contiene oro. Se reduce a su forma metálica en presencia de un 'agente de confinamiento', un químico que estimula al oro a formarse como una hoja, solo dos átomos de espesor.
Debido a las dimensiones a nanoescala del oro, parece verde en el agua, y dada su forma, los investigadores lo describen como nanoseaweed de oro.
Nanohojas de oro que tienen solo dos átomos de espesor. Crédito:Universidad de Leeds
Las imágenes tomadas con un microscopio electrónico revelan la forma en que los átomos de oro se han formado en una red altamente organizada. Otras imágenes muestran nanoseaweed dorada que ha sido coloreada artificialmente.
Profesor Stephen Evans, jefe del Grupo de Investigación Molecular y Nanoescala de Leeds que supervisó la investigación, dijo que las considerables ganancias que podrían lograrse mediante el uso de estas láminas de oro ultradelgadas se deben a su alta relación de superficie a volumen.
Dijo:"El oro es un catalizador muy eficaz. Debido a que las nanohojas son tan delgadas, casi todos los átomos de oro juegan un papel en la catálisis. Significa que el proceso es muy eficiente ".
Las pruebas de referencia estándar revelaron que las láminas de oro a nanoescala eran diez veces más eficientes que las nanopartículas de oro utilizadas convencionalmente en la industria.
El profesor Evans dijo:"Nuestros datos sugieren que la industria podría obtener el mismo efecto al usar una cantidad menor de oro, y esto tiene ventajas económicas cuando se habla de un metal precioso ".
Pruebas de referencia similares revelaron que las láminas de oro podrían actuar como enzimas artificiales altamente efectivas.
Crédito:Universidad de Leeds
Los copos también son flexibles, lo que significa que podrían formar la base de componentes electrónicos para pantallas flexibles, tintas electrónicas y pantallas conductoras transparentes.
El profesor Evans cree que inevitablemente se harán comparaciones entre el oro 2-D y el primer material 2-D jamás creado:el grafeno, que fue fabricado en la Universidad de Manchester en 2004.
Dijo:"La traducción de cualquier material nuevo en productos de trabajo puede llevar mucho tiempo y no se puede obligar a hacer todo lo que le gustaría. Con el grafeno, la gente ha pensado que podría ser bueno para la electrónica o para recubrimientos transparentes, o como nanotubos de carbono que podrían hacer un ascensor que nos lleve al espacio debido a su súper fuerza.
"Creo que con el oro 2-D tenemos algunas ideas muy definidas sobre dónde podría usarse, particularmente en reacciones catalíticas y reacciones enzimáticas. Sabemos que será más eficaz que las tecnologías existentes, por lo que tenemos algo que creemos que la gente estará interesada en desarrollar con nosotros ".
