Científicos logran crear ‘goldeno’, láminas de oro de un solo átomo de grosor con propiedades extraordinarias

SUECIA- En un artículo escrito por Anders Törneholm titulado “A single atom layer of gold – LiU researchers create goldene” que fue publicado en el sitio web de la Universidad de Linköping (Suecia), explica que este nuevo material nombrado goldene (goldeno en español) y que de acuerdo con los investigadores esto compuesto le da al oro nuevas propiedades puede favorecer par hacerlo más adecuado para ser usado en aplicaciones entre ellas, la conversión de dióxido de carbono, así como la producción de hidrógeno y además la producción de productos químicos con una valor añadido.

De la misma forma que sucede con el grafeno, “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”, detalla Shun Kashiwaya quien es investigador de la Universidad de Linköping y autor principal del estudio.

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Los detalles de esta investigación fueron publicadas en la revista Nature Synthesis.

Si bien, precisa Törneholm, durante mucho tiempo los científicos han intentado lograr fabricar láminas de oro de un solo átomo de espesor, sus esfuerzos fracasaron “debido a la tendencia del metal a agruparse”. Sin embargo, esta vez los investigadores de la Universidad de Linköping lo lograron gracias a “un método centenario utilizado por los herreros japoneses”.

Para conseguir la hazaña de poder crear el goldeno, el equipo decidió usar un material base tridimensional en donde el oro consigue incrustarse entre capas de titanio y carbono, no obstante, parte de este éxito se debió a la suerte, asegura Lars Hultman quien es catedrático en 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 Hultman.

A este fenómeno se le conoce como “intercalación” y lo que los investigadores lograron descubrir fue carburo de oro y titanio. Ya desde hace varios años, los científicos cuentan con el carburo de oro y titanio, pero sin tener conocimiento sobre cómo es se que se puede exfoliar o, por decirlo de forma más precisa, exfoliar el oro.

EL ARTE JAPONÉS DE LA FORJA

Hultman descubrió un método en el que se hace uso del arte de la forja japonesa desde hace más de cien años. Este se denomina reactivo de Murakami en el que se eliminan los residuos de carbón y cambia el color del acero en la fabricación de cuchillos, por ejemplo. Sin embargo, no les fue posible hacer uso de forma exacta este método usado por los herreros. Por lo que Kashiwaya tuvo que realizar modificaciones, explica Törneholm.

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“Probé diferentes concentraciones del reactivo de Murakami y diferentes periodos de tiempo para el grabado. Un día, una semana, un mes, varios meses. Lo que notamos fue que cuanto menor sea la concentración y más largo sea el proceso de grabado, mejor. Pero aún así no fue suficiente”, afirmó Hultman.

El siguiente paso fue hacer el grabado a oscuras, ya que el cianuro reacciona con la luz y disuelve el oro.

Por último, los investigadores tuvieron que conseguir estabilizar las láminas de oro. Con el propósito de evitar que las láminas bidimensionales expuestas se enrollaran, los científicos añadieron un tensioactivo. En este caso, se trató de una molécula larga que separa y estabiliza las láminas, esto es, un tensioactivo.

“Las láminas de goldene están en una solución, un poco como copos de maíz en leche. Utilizando una especie de “tamiz” podemos recoger el oro y examinarlo mediante un microscopio electrónico para confirmar que lo hemos conseguido. Y lo tenemos”, apuntó Kashiwaya.

GOLDENO, UN NUEVO MATERIAL CON MUCHAS APLICACIONES

Las nuevas propiedades del goldeno son gracias a que el oro cuenta con dos enlaces libres cuando es bidimensional. Debidoa esto, sus aplicaciones en el futuro podrían incluir la posibilidad de la “conversión de dióxido de carbono”, así como la “catálisis generadora de hidrógeno”, también la “producción selectiva de productos químicos” con un valor agegado, además de la “producción de hidrógeno”, o la “purificación del agua, las comunicaciones y mucho más”, detalló Törneholm

Por otra parte, Shun Kashiwaya, Yuchen Shi, Jun Lu, Davide G. Sangiovanni, Grzegorz Greczynski, Martin Magnuson, Mike Andersson, Johanna Rosen, y Lars Hultman, los creadores del goldeno, consideran que es posible que cantidad de oro utilizada en las aplicaciones actuales pueda reducirse de manera considerable.

Por último, en opinión de los investigadores, el siguiente será estudiar si es posible poder hacer lo mismo con otros metales nobles e así identificar otras aplicaciones adicionales futuras.

Con información de la Agencia EFE y la Universidad de Linköping.