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15 de junio de 2024

Lámina de oro

Lámina de oro

Así es el goldeno, el nuevo tipo de oro que cuenta con unas propiedades «excepcionales»

Gracias a estas láminas de un átomo de grosor se puede producir hidrógeno, purificar el agua y fabricar productos químicos, entre otras aplicaciones

Un método centenario utilizado por los herreros japoneses ha sido la cave para crear láminas de oro con un espesor de tan solo un átomo. El resultado ha sido nombrado como goldeno y sus excepcionales propiedades abren la puerta a múltiples tipos de aplicaciones.

Se trata de un hallazgo que los expertos llevaban años intentando lograr, pero fracasaban debido a la tendencia del metal a agruparse. Sin embargo, los investigadores de la Universidad de Linköping, tal y como se ha publicado en Nature Synthesis, consiguieron la proeza de fabricar láminas de oro de un átomo de espesor.

Para crear goldeno, los investigadores utilizaron una base tridimensional en la que el oro está incrustado entre capas de titanio y carbono. Sin embargo, el proceso fue un desafío considerable. Según Lars Hultman, profesor de física de películas delgadas en la Universidad de Linköping, parte del avance se debe a la casualidad.

«Habíamos creado el material base con aplicaciones completamente diferentes en mente. Comenzamos con una cerámica conductora de electricidad llamada carburo de silicio y titanio, donde el silicio se encuentra en capas delgadas. Luego, la idea era recubrir el material con oro para hacer contacto. Pero cuando expusimos el componente a altas temperaturas y la capa de silicio fue sustituida por oro dentro del material base», afirma Lars Hultman.

Este fenómeno se llama intercalación y los investigadores descubrieron carburo de oro y titanio. Por casualidad, Lars Hultman encontró inspiración en una técnica utilizada en la forja japonesa desde hace más de cien años. Este método, conocido como reactivo de Murakami, se emplea para eliminar residuos de carbón y cambiar el color del acero en la fabricación de cuchillos. Sin embargo, no fue posible utilizar exactamente la misma receta que los herreros japoneses. Kashiwaya tuvo que buscar modificaciones.

El grabado también debía realizarse en la oscuridad, ya que la exposición a la luz formaba cianuro, que disolvía el oro. El último paso fue estabilizar las láminas de oro. Para evitar que las láminas bidimensionales expuestas se enrollaran, se añadió un tensioactivo, una molécula larga que separa y estabiliza las láminas.

Múltiples aplicaciones

Los investigadores destacan que al hacer un material extremadamente delgado sucede como con el grafeno, que a pesar de ser un metal, al tener una capa de un solo átomo de espesor, el oro puede convertirse en un semiconductor.

Las nuevas propiedades del goldeno se deben a que el oro tiene dos enlaces libres cuando es bidimensional. Gracias a esto, las aplicaciones futuras podrían incluir la conversión de dióxido de carbono, la catálisis generadora de hidrógeno, la producción selectiva de productos químicos de valor añadido, la purificación del agua, las comunicaciones y mucho más. Además, la cantidad de oro utilizada en las aplicaciones actuales podría reducirse considerablemente. El siguiente paso para los científicos, por tanto, es investigar si es posible aplicar la misma técnica a otros metales nobles e identificar aplicaciones futuras adicionales.

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