Голденот е “златен роднина” на графенот, познатиот јаглероден наноматеријал за којшто се теоретизираше од 1985 година и кој конечно беше откриен во 2004 година. Во изминативе 20 години, откако графенот за првпат беше произведен, па сѐ до денес, тој го освои светот наоѓајќи мноштво апликативни примени – од производство на полуспроводници за ултрабрзите компјутери до изработка на наноцевки што се поцврсти од дијамант.  Оттогаш, научниците идентификуваа уште стотици слични наноматеријали. Но, производството на 2D листови од метали се покажа извонредно тешка задача, бидејќи нивните атоми отсекогаш имале тенденција да се групираат заедно при формирањето на наночестички.

Истражувачите кои го создадоа голденот сметаат дека неговите својства би можеле да се искористат во апликации од типот на конверзија на јаглерод диоксид, производство на водород, како и производство на ред други хемиски соединенија. Откритието на голденот е детално опишан во трудот објавен деновиве во Nature Synthesis.

Ларс Хултман, професор по физика на тенки филмови, и Шун Кашиваја, истражувач во Одделот за дизајн на материјали при Универзитетот Линкепинг. Фото: Олов Плантхабер

„Ако еден материјалот го направите исклучително тенок, се случува нешто необично – како кај графенот“, вели првиот автор Шун Кашиваја (Shun Kashiwaya) од Универзитетот Линкепинг во Шведска. „Истото се случува и со златото. Како што знаете, вообичаено златото е метал, но во случај кога е во слој дебел колку еден атом, златото може да стане полуспроводник“.

Како и со графенот, потрагата по голден траеше прилично долго. Ова се должи на тоа што златото, како и другите метали има тенденција на згрутчување. Но, еден 100-години стар јапонски метод за ковање го овозможи пробивот во Линкепинг. Додуша, тоа и малку среќа...

Симулација на 2D структурата слој голден. Слика: S Kashiwaya et al., Nature Synthesis

Пред ова откритие научниците успевале да создадат наноматеријали (со дебелина од еден атом) од калај и од олово, кои биле залепени за различни супстанции, а успеале да произведат и златни листови, но и тие биле вметнати и дел од други материјали. Но, ова е првпат да биде добиен „самостоен 2Д метал, според нашите сознанија“.

Како што вели вели Ларс Хултман од Универзитетот Линкепинг,  научник за материјали и  дел од тимот што стои зад новото откритие, при создавањето на основниот материјал истражувачите размислувале за сосема поинаква апликации: „Почнавме со електрично спроводлива керамика наречена титаниумски силициум карбид, каде силициумот е [распореден] во тенки слоеви. Идејата беше да се премачка материјалот со злато за да се создаде контакт. Но, кога ја изложивме компонентата на висока температура, силициумскиот слој беше заменет со злато во основниот материјал“.

Приказ на процесот на извлекување на листовите голден. Слика: S Kashiwaya et al., Nature Synthesis

Хултман пронашол јапонски метод за обработка на метали наречен Мураками регент кој се користи за отстранување на остатоците од јаглерод при ковање. Модифицирајќи го методот, тимот успеал од структурата да го извади златото.

Последен чекор во процесот бил да се направат златни листови кои се стабилни.

„Златните листови се наоѓаат во раствор, нешто како корнфлекс во млеко. Користејќи своевидно „сито“, можеме да го собереме златото и да го испитаме со помош на електронски микроскоп, за да потврдиме дали сме успеале. Што се покажа точно “, вели Кашиваја.

Атомите на злато во голденот се наоѓаат во триаголен образец, за разлика од оние кај графенот каде атомите на јаглерод формираат шестоаголници.