Poprvé vytvořená dvourozměrná zlatá vrstva

Kamenná zeď natřená zlatem

To bylo neočekávané: Vědci byli u vzniku poprvé vytvořené zlaté struktury, která se skládá z přesně jedné vrstvy atomů. Pomohla jim k tomu více než sto let stará japonská zlatnická technika.

Lars Hultman a Shun Kashiwaya byli ve skutečnosti v procesu potahování karbidu křemíku titanu zlatem. Nečekali, co se stalo potom: při vysokých teplotách zlato proniklo do materiálu, vytlačilo křemík a stalo se jakousi fólií tvořenou pouze jednou řadou atomů. Dva vědci a jejich tým se tak podílel na poprvé vytvořené takzvané dvourozměrné zlaté vrstvě – úkol, ve kterém výzkumníci předtím selhali. Ve skutečnosti velmi tenké vrstvy zlata mají tendenci se shlukovat. Tým z Linköpingské univerzity nyní tuto překážku překonal. Nový materiál pojmenovali „Golden“.

Vznik tenké vrstvy zlata pomocí japonské zlatnické techniky

Vyvstal však další problém: vrstva zlata nyní musela být odkryta, ale po neočekávané reakci byla zapuštěna do karbidu titanu. Jedná se o velmi tvrdý materiál. Vědci opět náhodou vyzkoušeli více než sto let starou techniku, kterou používali japonští kováři – s úspěchem. Kovářův přístup funguje nejen k odstranění zbytků obsahujících uhlík z oceli, ale také k uvolnění zlata z jejího povlaku. Oba výzkumníci a jejich tým nyní představili výsledky svého náhodného experimentu ve vědeckém časopise „Nature Synthesis“.

Poprvé vytvořená dvourozměrná zlatá vrstva
Proces z japonského kovářství v laboratoři: b – zlato se uzavřelo v karbidu titanu, c – v tomto okamžiku se již „zlato“ vyleptalo z karbidu titanu

„Pokud vytvoříte materiál extrémně tenký, stane se něco mimořádného,“ říká Shun Kashiwaya, který se zabývá výzkumem materiálového designu na Linköping University. Stejné je to s tenkou vrstvou zlata. Může fungovat jako polovodič – na rozdíl od běžného zlata, které má vlastnosti kovu.

Na rozdíl od sloučenin, které se v prostoru uspořádaly trojrozměrně, má zlato ve dvourozměrné struktuře dvě visící vazby. V budoucnu se mohou potenciálně použít k rozkladu CO₂ a jeho přeměně na jiné molekuly. A v budoucnu by se snad daly využít i při výrobě vodíku.