El batido de oro, una antigua artesanía iniciada por los antiguos artesanos egipcios hace más de cinco milenios, implica el adelgazamiento meticuloso del oro a granel hasta convertirlo en hojas parecidas a una gasa. A lo largo de la historia, este intrincado proceso ha adornado varias obras maestras, como las tumbas de Tebas y Saqqara, y ha consolidado su lugar en el arte y los adornos de todas las culturas.
Hoy en día, el oro a nanoescala se utiliza no sólo para decorar postres elegantes, sino que también es indispensable para aplicaciones modernas que van desde la microelectrónica hasta la nanomedicina.
Reduciendo la brecha entre las artes antiguas y la tecnología moderna, investigadores de la Universidad del Sur de Florida, la Universidad de Clemson y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han descubierto que incluso los lingotes de oro nanoscópicos pueden comprimirse en formas de hojas 2D, replicando el antiguo proceso de goldbeating, pero a nanoescala.
"Estábamos intrigados por la idea de tomar prestadas artesanías antiguas para procesos modernos de nanofabricación", dijo el investigador Michael Cai Wang, profesor asistente de Ingeniería Mecánica en la USF. "La capacidad de fabricar películas delgadas 2D a partir de nanopartículas abre nuevas fronteras en la nanotecnología y la ciencia de los materiales, a medida que buscamos formas ecológicas de diseñar oro en la USF".
El artículo publicado recientemente por los investigadores en PNAS Nexus , "Nanoscale Goldbeating:Solid-State Transformation of 0D and 1D Gold Nanoparticles to Anisotropic 2D Morphologies", explora y ofrece información sobre el mundo de la deformación metálica a nanoescala y la formación de hojas en 2D. Los conocimientos adquiridos a partir de este estudio pueden conducir al desarrollo de una amplia gama de nanocristales y nanometales, allanando el camino para interesantes aplicaciones futuras en energía renovable, computación cuántica y nanomedicina.
"El inicio de esta técnica de transformación 2D de estado sólido es simplemente el punto de partida. Su versatilidad se extiende más allá del oro, lo que la hace aplicable a una amplia gama de materiales", dijo Md. Rubayat-E Tanjil, candidato a doctorado en Ingeniería Mecánica de la USF y primer autor de este artículo. "A medida que compartimos nuestros hallazgos con la comunidad científica, anticipamos con impaciencia avanzar en nuestra comprensión de la deformación metálica a nanoescala y revelar nueva ciencia".
El estudio reveló que las morfologías 2D inducidas de las hojas de oro dependían de varios factores, incluida la forma, el tamaño y el orden original de las nanopartículas precursoras antes de su compresión. Debido a la maleabilidad del oro, esta técnica de nanofabricación tiene el potencial de controlar con precisión la forma, el tamaño lateral y el grosor de la hoja de oro 2D, abriendo nuevas vías en diversas aplicaciones.
"El esfuerzo que hicimos para lograr una compresión uniforme de nanocristales en grandes áreas dio sus frutos al final", dijo Keegan Suero, estudiante de ingeniería mecánica y becario S-STEM de la USF que ha estado trabajando en el laboratorio de Wang durante sus estudios universitarios. "Estoy encantado de ser parte de este notable esfuerzo y, por supuesto, todavía hay una gran cantidad de ciencia por descubrir".
Con la convergencia del arte antiguo y la nanotecnología, este estudio no solo amplía nuestra comprensión de los materiales a nanoescala, sino que también muestra el atractivo atemporal del oro y su importancia en la configuración de nuestro pasado, presente y futuro.
Más información: Md Rubayat-E Tanjil et al, Latido de oro a nanoescala:transformación en estado sólido de nanopartículas de oro 0D y 1D a morfologías anisotrópicas 2D, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad267
Información de la revista: Nexus PNAS
Proporcionado por la Universidad del Sur de Florida
