Istraživači su slučajno stvorili golden, revolucionarni dvodimenzionalni materijal s jedinstvenim svojstvima poluvodiča, otključavajući novi potencijal u raznim primjenama.
Zlatari su se dugo bavili izazovom obrade zlata u finije oblike, što je sada dovelo do stvaranja revolucionarnog materijala – “goldena”. Riječ je o jednodimenzionalnom materijalu sastavljenom od samo jednog sloja atoma zlata.
Slijedeći konvencije znanosti o materijalima, znanstvenici su skovali naziv “golden” za tu inovaciju, koja pokazuje jedinstvena svojstva kojih zlto nema u svom trodimenzionalnom dvojniku.
Ako materijal učinite izuzetno tankim, događa se nešto izvanredno – kao i s grafenom, ističe Shun Kashiwaya, naučnik za materijale sa Univerziteta Linköping u Švedskoj. Objašnjava da zlato može postati poluvodič kada se svede na debljinu sloja od tek jednog atoma.
Uprkos prirodnoj tendenciji zlata da se skuplja, prijašnji napori da se stvori dvodimenzionalna konfiguracija nisu uspjeli, dajući više-atoske ploče ili monoslojeve neodvojive od drugih materijala. Napredak je, međutim, došao neočekivano za Kashiwayu i njegov tim dok su eksperimentirali s drugim materijalom, električno vodljivom keramikom, titan silicij karbidom.
Počeli smo s električno vodljivom keramikom koja se zove titan silicij karbid, gdje je silicij u tankim slojevima. Onda je ideja bila premazati materijal zlatom kako bismo uspostavili kontakt. Ali kada smo komponentu izložili visokoj temperaturi, sloj silicija je zamijenjen zlatom unutar osnovnog materijala, objašnjava fizičar za materijale Lars Hultman sa Univerziteta Linköping.
Njihov izazov ležao je u izvlačenju supertankih slojeva zlata između slojeva titana i ugljika koji ga okružuju. Prevladavanje ove prepreke zahtijevalo je tehniku koja uključuje Murakamijev reagens, otopinu za obradu metala koja nagriza ugljik i boja čelik. Eksperimentirajući s različitim koncentracijama i vremenskim okvirima, uspješno su uklonili okolne materijale, ostavljajući zlatni sloj netaknutim.
Međutim, proces je bio delikatan, zahtijevajući tamu kako bi se spriječilo oslobađanje cijanida iz nusprodukta navedene otopine. Osim toga, uveden je surfaktant (površinski aktivna tvar koja smanjuje napetost tekućine) kako bi se spriječilo uvijanje i nakupljanje zlatnog sloja.
Dobiveni stabilni golden pokazuje svojstva poluvodiča, nudeći nove mogućnosti u poljima kao što su pročišćavanje vode i hemijska proizvodnja. Studija vezana za navedeno otkriće objavljena je u časopisu Nature Synthesis. (Foto: Ilustracija | Zimo.hr)
