Un equipo de científicos logró crear, por primera vez, láminas de oro de un átomo de grosor, dando así nuevas propiedades a este metal con diversas aplicaciones, como producir hidrógeno o elaborar productos químicos de valor añadido.
Se trata del “goldeno”, cuyo hallazgo, realizado por investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, se publicó este martes en la revista Nature Synthesis.
Tal como ocurre con el grafeno —sustancia compuesta por carbono puro—, “si se hace un material extremadamente fino, ocurre algo extraordinario, también con el oro. Como se sabe, el oro suele ser un metal, pero si tiene una capa de un átomo de grosor, puede convertirse en semiconductor”, explica Shun Kashiwaya, investigador de la Universidad de Linköping y autor principal del estudio.
Para crear el goldeno, los científicos utilizaron un material base tridimensional en el que el oro se incrusta entre capas de titanio y carbono. Sin embargo, una parte del éxito se debe a la suerte, sostiene Lars Hultman, catedrático de Linköping.
“Habíamos creado el material base pensando en aplicaciones completamente distintas. Empezamos con una cerámica conductora de la electricidad llamada carburo de titanio y silicio, donde el silicio está en capas finas. Entonces la idea era recubrir el material con oro para hacer un contacto. Pero cuando expusimos el componente a altas temperaturas, la capa de silicio fue sustituida por oro dentro del material base”, explica.
Este fenómeno se denomina “intercalación” y lo que los investigadores habían descubierto era carburo de titanio y oro. Desde hace varios años que los investigadores disponían de estos elementos, pero no sabían cómo se podía exfoliar el oro, por decirlo de alguna forma.
Fue Hultman quien dio con un método que se usa en el arte de la forja japonesa desde hace más de cien años, el reactivo de Murakami, que elimina los restos de carbono y cambia el color del acero. Éste, por ejemplo, se utiliza para hacer cuchillos.
Como no era posible emplear la misma fórmula que los herreros, hubo que introducir algunas modificaciones. Por eso, “probé distintas concentraciones del reactivo de Murakami y distintos periodos de tiempo para el grabado”, afirma Hultman.
Luego había que hacer el grabado a oscuras, pues el cianuro reacciona con la luz y disuelve el oro. Finalmente, había que conseguir que las láminas de oro fueran estables, por lo que, para que no se enroscaran las láminas bidimensionales expuestas, se agregó un tensioactivo, que es una molécula larga que separa y estabiliza las láminas.
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Los científicos estiman que el goldeno facilitará aplicaciones futuras; como incluir la conversión del dióxido de carbono, la catálisis generadora de hidrógeno, la producción selectiva de productos químicos de valor añadido, la producción de hidrógeno, la purificación del agua, la comunicación y mucho más.
Ahora los investigadores estudiarán si es posible hacer lo mismo con otros metales nobles e identificar otras utilidades futuras.
