Equipe científica cria folhas de ouro com espessura de apenas um átomo, inaugurando uma nova era para este metal e suas diversas aplicações, como a produção de hidrogênio e fabricação de produtos químicos de alto valor agregado. Trata-se do ‘goldeno’.
Os detalhes desta descoberta, realizada por pesquisadores da Universidade de Linköping, na Suécia, foram publicados nesta terça-feira na revista ‘Nature Synthesis’.
Assim como ocorre com o grafeno, “quando um material é extremamente fino, algo extraordinário acontece, e o mesmo ocorre com o ouro. Como é sabido, o ouro geralmente é um metal, mas se tiver uma camada com apenas um átomo de espessura, pode se tornar um semicondutor”, explica Shun Kashiwaya, pesquisador da Universidade de Linköping e autor principal do estudo.
Para criar o goldeno, a equipe utilizou um material tridimensional base no qual o ouro é inserido entre camadas de titânio e carbono, embora parte do sucesso também se deva à sorte, destaca Lars Hultman, professor da Linköping.
“Começamos com uma cerâmica condutora de eletricidade chamada carbeto de titânio e silício, onde o silício está em camadas finas. A ideia era revestir o material com ouro para fazer um contato. Mas quando expusemos o componente a altas temperaturas, a camada de silício foi substituída por ouro dentro do material base”, explica Hultman.
Esse fenômeno é chamado de ‘intercalação’, e o que os pesquisadores descobriram foi o carbeto de titânio e ouro. Durante vários anos, os pesquisadores tinham o carbeto de titânio e ouro sem saber como extrair o ouro.
No entanto, Hultman encontrou um método usado na arte da forja japonesa há mais de cem anos, o reativo de Murakami, que remove os resíduos de carbono e muda a cor do aço, e que é usado na fabricação de facas, por exemplo.
Mas não era possível usar exatamente a mesma receita usada pelos ferreiros. Foi necessário fazer modificações.
“Testei diferentes concentrações do reativo de Murakami e diferentes períodos de tempo para a gravação”, afirma Hultman.
O próximo passo era fazer a gravação no escuro, já que o cianeto reage à luz e dissolve o ouro.
Por fim, era necessário garantir que as folhas de ouro fossem estáveis, então, para evitar que as folhas bidimensionais se enrolassem, foi adicionado um tensoativo (uma molécula longa que separa e estabiliza as folhas).
“As folhas de goldeno estão em uma solução, 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 conseguimos”, afirma Kashiwaya.
As novas propriedades do goldeno decorrem do fato de que o ouro possui dois elos livres quando é bidimensional.
Os pesquisadores acreditam que o goldeno facilitará futuras aplicações, como a conversão de dióxido de carbono, a catálise geradora de hidrogênio, a produção seletiva de produtos químicos de alto valor agregado, a purificação da água, a comunicação e muito mais.
Além disso, a quantidade de ouro utilizada nas aplicações atuais pode ser consideravelmente reduzida.
A equipe investigará agora se é possível fazer o mesmo com outros metais nobres e identificar outras aplicações futuras.