На протяжении столетий ювелиры стремились создавать всё более тонкие формы золота. Благодаря достижениям современной химии удалось создать золотой материал, который фактически представляет собой одноатомный слой, и который назван «голден». Этот новый двумерный материал обладает уникальными свойствами, которые отличаются от свойств обычного трехмерного золота.
«Достигнув предела тонкости материала, мы наблюдаем необычные явления, подобные тем, что происходят с графеном,» — объясняет материаловед Шун Кашивайя из Университета Линчепинга в Швеции. — «Обычно золото — это металл, но в форме одноатомного слоя оно превращается в полупроводник».
Превратить золото в двумерный материал сложно из-за его склонности к агрегации. Предыдущие попытки либо приводили к созданию нескольких слоёв атомов, либо к монослою, встроенному между другими материалами, от которых он не мог отделиться. Кашивайя и его команда изначально не ставили целью создать «голден», но случайно обнаружили этот процесс.
«Мы исследовали карбид титана-кремния для других целей,» — рассказывает физик материалов Ларс Хультман. — «Покрытие золотом было предназначено для создания контактов, но после воздействия высокой температуры, кремниевый слой был замещен золотом».
Как и в других попытках создать золотой монослой, первоначальный прогресс остановился на критическом этапе. Команда долгое время не могла извлечь ультратонкие слои золота из-под слоёв титана и углерода, пока не использовали реактив Мураками для травления. Этот реактив, применяемый в металлообработке, помог разъесть окружающие золото элементы, хотя требовалось проводить процесс в темноте из-за образования ферроцианида калия, который на свету выделяет цианид, растворяющий золото.
В итоге, удалось получить стабильный золотой слой, который, как показали анализы, соответствовал теоретическим предсказаниям. Как полупроводник, этот двумерный золотой материал открывает новые возможности для его применения в химической промышленности, очистке воды, связи и других областях.
Исследования также включали работу профессора Раффаэле Мецценги из ETH Zurich, который успешно извлекал золото из электронных отходов, демонстрируя потенциал переработки ценных металлов из отслуживших своё устройств. Это открывает возможности для восстановления значительных количеств золота из использованных электронных устройств, учитывая растущий спрос на этот драгоценный металл.