科学家创造出单原子厚度的黄金

金单层片形式的 Goldene 是通过从碳化钛金 (Ti 3 AuC 2 ) 中蚀刻掉碳化钛 (Ti 3 C 2 ) 板来制备的。

“如果你把一种材料做得非常薄，就会发生一些非凡的事情——就像石墨烯一样。黄金也会发生同样的情况，”林雪平大学研究员 Shun Kashiwaya 博士说。

“如你所知，金通常是一种金属，但如果单原子层厚，金可以变成半导体。”

为了创造金色，Kashiwaya 博士和同事使用了一种三维基础材料，其中金嵌入在钛和碳层之间。但事实证明，提出goldene是一个挑战。

“我们在设计基础材料时考虑了完全不同的应用，”林雪平大学教授拉尔斯·霍特曼 (Lars Hultman) 说道。

“我们从一种称为碳化钛硅的导电陶瓷开始，其中硅处于薄层中。”

“然后的想法是在材料上涂上金以形成接触。但当我们将组件暴露在高温下时，基材内的硅层被金所取代。”

这种现象称为插层，研究人员发现的是碳化钛金。

多年来，作者一直使用碳化钛金，但不知道如何剥落或淘洗金。

一次偶然的机会，他们发现了一种在日本锻造艺术中已经使用了一百多年的方法。

例如，它被称为村上试剂，可以蚀刻掉碳残留物并改变制刀过程中钢材的颜色。但不可能使用与铁匠们完全相同的配方。

“我尝试了不同浓度的村上试剂和不同的蚀刻时间。一天，一周，一个月，几个月。我们注意到，浓度越低、蚀刻过程越长越好。但这仍然不够，”柏屋博士说。

蚀刻还必须在黑暗中进行，因为当氰化物受到光照射时，反应中会产生氰化物，并溶解金。这一步是为了让金片稳定。

为了防止暴露的二维片材卷曲，添加了表面活性剂。在这种情况下，分离并稳定片层的长分子，即表面活性剂。

“金色的薄片在溶液中，有点像牛奶中的玉米片。使用一种“筛子”，我们可以收集黄金并使用电子显微镜对其进行检查，以确认我们已经成功。我们有，”柏屋博士说。

“金的新特性是由于金在二维时具有两个自由键。”

“因此，未来的应用可能包括二氧化碳转化、制氢催化、增值化学品的选择性生产、氢气生产、水净化、通信等等。”

“此外，当今应用中使用的黄金量可以大大减少。”

该团队的工作发表在《自然综合》杂志上。