Logran crear 'goldeno', láminas de oro de un solo átomo de grosor con propiedades extraordinarias

Madrid

Un equipo de científicos ha conseguido por primera vez crear goldeno, láminas de oro de un átomo de grosor, dando así a este metal nuevas propiedades con múltiples aplicaciones como producir hidrógeno o fabricar productos químicos de valor añadido. Los detalles del hallazgo, realizado por investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia), se publican este martes en la revista Nature Synthesis.

Igual que ocurre con el grafeno, "si se hace un material extremadamente fino, ocurre algo extraordinario, también con el oro. Como se sabe, el oro suele ser un metal, pero si tiene una capa de un átomo de grosor, puede convertirse en semiconductor", explica Shun Kashiwaya, investigador de la Universidad de Linköping y autor principal del estudio.

La importancia de la suerte

Para crear el goldeno, el equipo utilizó un material base tridimensional en el que el oro se incrusta entre capas de titanio y carbono, aunque parte del éxito se debe a la suerte, apunta Lars Hultman, catedrático de Linköping.

"Habíamos creado el material base pensando en aplicaciones completamente distintas. Empezamos con una cerámica conductora de la electricidad llamada carburo de titanio y silicio, donde el silicio está en capas finas. Entonces la idea era recubrir el material con oro para hacer un contacto. Pero cuando expusimos el componente a altas temperaturas, la capa de silicio fue sustituida por oro dentro del material base", explica.

Este fenómeno se llama intercalación y lo que los investigadores habían descubierto era carburo de titanio y oro. Desde hacía varios años, los investigadores disponían de carburo de titanio y oro sin saber cómo se podía exfoliar el oro, por así decirlo. Pero entonces, Hultman encontró un método que se usa en el arte de la forja japonesa desde hace más de cien años, el reactivo de Murakami, que elimina los restos de carbono y cambia el color del acero y que se usa en la fabricación de cuchillos, por ejemplo.

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La receta de los herreros

Pero no era posible utilizar exactamente la misma receta que utilizaban los herreros. Hubo que buscar modificaciones. Para eso, "probé distintas concentraciones del reactivo de Murakami y distintos periodos de tiempo para el grabado", afirma Hultman. El siguiente paso era hacer el grabado a oscuras, ya que el cianuro reacciona con la luz y disuelve el oro.

Por último, había que conseguir que las láminas de oro fueran estables, por lo que, para evitar que las láminas bidimensionales expuestas se enroscaran, se añadió un tensioactivo (una molécula larga que separa y estabiliza las láminas).

"Las láminas de goldeno están en una solución, como copos de maíz en la leche. Utilizando una especie de tamiz, podemos recoger el oro y examinarlo con un microscopio electrónico para confirmar que lo hemos conseguido. Y lo hemos conseguido", afirma Kashiwaya.

Nuevo material, nuevas propiedades

Las nuevas propiedades del goldeno se deben a que el oro tiene dos enlaces libres cuando es bidimensional. Los investigadores creen que el goldeno facilitará aplicaciones futuras como incluir la conversión del dióxido de carbono, la catálisis generadora de hidrógeno, la producción selectiva de productos químicos de valor añadido, la producción de hidrógeno, la purificación del agua, la comunicación y mucho más.

Además, la cantidad de oro utilizada en las aplicaciones actuales puede reducirse considerablemente. El equipo investigará ahora si es posible hacer lo mismo con otros metales nobles e identificar otras aplicaciones futuras.