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最薄黄金问世 厚度仅为指甲百万分之一 产业应用前景广泛

2019年08月17日 17:20来源:未知手机版

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黄金,因其良好的延展和可锻性,可以打造出极薄且易于卷起的金箔。由于黄金本身的价值,以及加工后色泽金黄璀璨、光亮润泽柔软,在古代,金箔常被用来在庙宇和皇宫的建筑上做装饰。

一盎司的黄金(约 28 克)可锤锻至厚度约 76 纳米,面积近 10 平方米大

。在明朝时期,宋应星在《天工开物》中就有所记载:“凡金箔每金七厘造方寸金一千片,粘铺物面,可盖纵横三尺。”

如今,工艺早已有质的飞跃。

英国利兹大学(University of Leeds)的科学家们最近就创造出了一种只有两个原子厚度的新型黄金

——这也是

有史以来最薄的黄金

。研究人员测量出黄金的

厚度为 0.47 纳米

,仅为人类指甲厚度的百万分之一。

这种新型的超薄黄金被认为是

二维材料

的一种,因为它仅由两层原子叠加而成。它所有的原子都是表面原子——表面之下没有隐藏的“大块”原子。

它可以广泛应用于医疗设备和电子工业,也可以作为新的高效催化剂,加速工业过程中的许多化学反应

这项“超薄金”研究近日发表在 Advanced Science 杂志上。论文的第一作者、利兹大学物理系和利兹医学研究所研究员

叶孙洁

(Sunjie Ye)博士表示:“

这项工作是一个里程碑式的成就

。”

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“超薄金”是如何炼成的

叶孙洁在回答>

“超薄金”是在水溶液中合成的。首先将HAuCl4(四氯金酸)和Na3C6H5O7(柠檬酸钠)的水溶液依次加入到温度为 20℃ 的 MO(钼,0.21×10

-3

m)水溶液中。然后让所得到的混合溶液在该温度下保持静止(不受外界干扰)12 小时。再通过离心收集反应产物,然后用 Milli-Q 水(超纯水)洗涤数次直至上层清液变为无色。

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最后,将离心的颗粒会很容易地再分散到 Milli-Q 水中,用于进一步表征。可以观测到,由于金的纳米尺寸,它在水中呈现绿色——考虑到它的形状,研究人员也将其戏称为“金纳米杂草”。

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当然,从含金元素的无机物氯金酸开始,反应都是在一种“约束剂”的存在下而促成的,它使金元素被还原成金属形式。这种“约束剂”是一种化学物质,它是促使黄金形成一张只有两个原子厚的薄片的真正原因。

“这不仅开启了在现有技术中

更有效地利用黄金的可能性,还为材料学家

开发其他二维金属提供了一条新途径

。”叶孙洁说,“这是一种

可以

创新纳米材料制造工艺

的方法。”

优异的催化效率及产业化发展

研究团队通过实验测试表明,这种“超薄金”作为催化剂基质的催化效率是目前使用的金纳米颗粒的10>

作为领导这项研究的利兹分子和纳米研究小组的负责人,Stephen Evans 教授认为,这种 “超薄金”在催化相关领域获得可观收益的原因,主要在其

拥有非常高的表面积与体积比。

他说:“黄金是一种非常有效的催化剂。由于新制成的金纳米薄片非常薄,几乎每个金原子都可以参与催化。这就意味着整个过程会

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