Pela primeira vez, investigadores suecos conseguiram produzir camadas de ouro com apenas um átomo de espessura e que poderiam ser utilizadas para uma série de aplicações interessantes.
Os cientistas há muito tentam criar camadas de ouro com apenas um átomo de espessura que poderiam ser usadas para diversas aplicações. Mas isto continuou a ser um desafio porque o metal tende a aglomerar-se.
Pesquisadores da Universidade de Linköping, na Suécia, criaram agora camadas de ouro com apenas uma camada atômica de espessura. Eles chamam o material de “Dourado” (a la grafeno). Segundo os investigadores, isto conferiu ao ouro novas propriedades que podem torná-lo adequado para aplicações como a conversão de CO2, a produção de hidrogénio e a produção de produtos químicos de valor acrescentado. Os resultados do estudo foram publicados recentemente na revista Síntese da Natureza.
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Para superar os problemas anteriores com o processo, os pesquisadores usaram um método de 100 anos usado por ferreiros japoneses – chamado reagente de Murakami. “Quando você faz um material extremamente fino, algo extraordinário acontece – como acontece com o grafeno. A mesma coisa acontece com o ouro. Como vocês sabem, o ouro geralmente é um metal, mas quando tem apenas uma camada atômica de espessura, o ouro pode se tornar um semicondutor”, disse Shun Kashiwaya, pesquisador do Departamento de Design de Materiais da Universidade de Linköping, em um comunicado à imprensa.
Para desenvolver ouro, os pesquisadores usaram um material de base tridimensional no qual o ouro é incorporado entre camadas de titânio e carbono, diz o comunicado de imprensa. Porém, produzir a versão final de Goldene ainda foi um desafio. “Desenvolvemos o material base pensando em áreas de aplicação completamente diferentes. Começamos com uma cerâmica eletricamente condutora chamada carboneto de titânio e silício, onde o silício existe em camadas finas. A ideia então foi revestir o material com ouro para fazer contato. Mas quando expusemos o dispositivo a altas temperaturas, a camada de silício do material base foi substituída por ouro”, diz Lars Hultman, professor de física de filmes finos na Universidade de Linköping, no comunicado de imprensa.
Hultman encontrou o reagente de Murakami, que remove resíduos de carbono e, por exemplo, muda a cor do aço na fabricação de facas. Este processo tem sido usado na ferraria japonesa há mais de um século. Mas Kashiwaya teve que fazer certas modificações porque exatamente o mesmo processo não poderia ser usado aqui. Kashiwaya tentou diferentes concentrações do reagente de Murakami e diferentes tempos de ataque, de dias a meses. A gravação também teve que ser feita no escuro porque a reação sob a influência da luz produz cianeto, que dissolve o ouro.
A etapa final, segundo o comunicado, foi estabilizar as camadas de ouro. Neste caso, para evitar que as camadas bidimensionais expostas se enrolem, foi adicionado um surfactante. “As camadas douradas estão em solução, um pouco como flocos de milho no leite. Usando uma espécie de “peneira” podemos coletar o ouro e examiná-lo com um microscópio eletrônico para confirmar que conseguimos. E nós temos”, disse Kashiwaya no comunicado à imprensa.
Os usos futuros do ouro poderão incluir a produção de hidrogénio, tratamento de água, comunicações e muito mais. Além disso, a quantidade de ouro usada nas aplicações atuais pode ser significativamente reduzida, continua o comunicado de imprensa.
Na próxima etapa, os pesquisadores da LiU querem agora investigar se o mesmo processo também pode ser reproduzido com outros metais preciosos.
Como o ouro é um excelente condutor de calor e eletricidade, é amplamente utilizado na indústria eletrônica: em tudo, desde circuitos impressos até transistores. Circuitos de computador, calculadoras, televisões, telefones e alarmes de incêndio também são frequentemente banhados a ouro.
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