نجح باحثون من جامعة لينشوبينغ السويدية في إنتاج مادة تُعرف باسم Goldene. وعلى غرار الجرافين، تأتي هذه المادة الجديدة بصفيحة مكونة من ذرات الذهب. وهذا يمنحها خصائص فريدة من نوعها ويجعلها مفيدة في تطبيقات مختلفة، كصناعة البطاريات وأجهزة الاستشعار المتقدمة.
وقد اكتشف الجرافين في عام 2004، وحاز الفريق الذي اكتشفه على جائزة نوبل في عام 2010. ومنذ ذلك الحين، وُجدت وصُنفت العديد من المواد الثنائية الأبعاد، ولكن كان عزلها أصعب بكثير من الجرافين، خاصة المعادن منها.
وتميل ذرات المعادن إلى التكتل معًا لتكوّن جسيمات نانوية ثلاثية الأبعاد بدلًا من صفائح ثنائية الأبعاد. وفي عام 2022، ادعى باحثون من جامعة نيويورك في أبو ظبي أنهم أنتجوا مادة باسم Goldene، بل ادعت فرق أخرى أن المادة مكونة من طبقات متعددة من ذرات الذهب.
وعلى عكس الفرق العلمية المذكورة، نجح الباحثون في جامعة لينشوبينغ في إنتاج هذه المادة باستخدام عملية يطلقون عليها اسم (استخراج الذهب). وقد بدأت العملية بمادة تتكون من طبقات الرمل السيليكوني المحصورة في مركب كربيد التيتانيوم، ثم أضاف الباحثون ذرات الذهب إليها، ولكن تلك الذرات لم تبقَ في مكانها بسبب الخصائص الكهروكيميائية للذهب والسيليكون، إذ انتشرت داخل طبقات المادة وحلت محل ذرات السيليكون.
وبعد ذلك استطاع العلماء استخراج صفائح ذهبية رقيقة جدًا (golden sheets) من مركب كربيد التيتانيوم باستخدام تقنية حفر تعتمد على المركب الكيميائي فروسيانيد البوتاسيوم، والذي يُعرف أيضًا باسم تفاعل موروكامي. وتحدّث لارس هولتمان، عالِم المواد في جامعة لينشوبينغ، قائلًا: “المثير للاهتمام أن عمر هذا المركّب قرابة 100 عام وكان الحدادون اليابانيون يستخدمونه في تزيين الأعمال المعدنية الفنية”.
ويتضمن المحلول أيضًا مواد خافضة للتوتر السطحي؛ وهي جزيئات تحيط بالصفائح الذهبية وتجعلها أقل عرضة للالتصاق ببعضها بعضًا.
وتتضمن أهداف الفريق زيادة حجم هذه الصفائح إذ لا يمكن حاليًا إنتاج صفائح بحجم يزيد على 200 نانومتر مربع، وستكون هناك أيضًا حاجة إلى توفير قطع أكبر من مادة Goldene للحصول على الفائدة الكاملة من خصائصها. ويقترح الفريق استخدام Goldene لتحسين معظم التطبيقات التي أظهرت فيها الجسيمات النانوية للذهب فعالية كبرى.
تابعنا
