单原子层薄金片首次制成

发布时间: 2024-11-15 07:06:52 人气：1 来源：产品中心

  林雪平大学薄膜物理学教授拉尔斯霍特曼和材料设计部研究员顺柏屋。图片来自：美国科学促进会网站

  科学家首次成功制造出只有单原子层厚度的金片。这种材料被称为“Goldene”。瑞典林雪平大学的研究人员称，这赋予了黄金新的特性，使其可应用于二氧化碳转化、制氢和生产高的附加价值化学品等领域。研究结果发表在16日出版的《自然合成》杂志上。

  长期以来，科学家一直试图制造单原子厚度的薄金片，但由于金容易结块而屡次失败。此次，为制造Goldene，研究人员使用了一种三维基础材料，在钛层和碳层之间嵌入金。

  在制造基础材料时，研究人员最初使用的是一种名为碳化硅钛的导电陶瓷，其中的硅呈薄层状。他们的想法是在这样一种材料上镀金，以形成一个接触点。但当他们将组件暴露在高温下时，基材内部的硅层被金所取代。

  林雪平大学薄膜物理学教授拉尔斯霍特曼介绍称，此现状被称为插层。而研究人员发现的是碳化钛金。几年来，他们一直在研究碳化钛金，却不知道金是如何剥离或淘洗出来的。

  一次偶然的机会，研究人员发现了一种在日本锻造工艺中使用了100多年的方法。该办法能够蚀刻掉残留的碳并改变钢的颜色，其使用的是“村上试剂”。

  研究人员尝试了不同浓度的村上试剂和不同的蚀刻时间。蚀刻必须在黑暗中进行，因为当试剂被光线照射时，会在反应中生成氰化物，并溶解黄金。最后一步是稳定金片。为避免暴露的二维薄片卷曲，他们添加了表面活性剂。

  溶液中的金薄片有点像牛奶中的玉米片。研究人员使用一种“筛子”收集黄金，并用电子显微镜进行全方位检查，最终确定了实验成功。

  Goldene的新性质源自金在二维时有两个自由键。因此，未来的应用领域可能包括二氧化碳转化、制氢催化、高的附加价值化学品的选择性生产、氢气生产、水净化、通信等。

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