Científicos crearon el “goldeno”, ¿de qué se trata y por qué sus propiedades son extraordinarias?

Un equipo de científicos ha logrado un hito sin precedentes al crear láminas de oro con un grosor de apenas un átomo, lo que confiere a este metal nuevas propiedades con diversas aplicaciones, como la producción de hidrógeno o la fabricación de productos químicos de alto valor. Este fenómeno ha sido denominado ‘goldeno’.

Los pormenores de este descubrimiento, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia, se detallan en un artículo publicado este martes en la revista ‘Nature Synthesis’.

Similar a lo que ocurre con el grafeno, “al reducir un material a dimensiones extremadamente pequeñas, se producen cambios extraordinarios, lo cual también se aplica al oro. Aunque tradicionalmente el oro se considera un metal, cuando se reduce a una capa de un solo átomo de grosor, puede transformarse en un semiconductor”, explica Shun Kashiwaya, investigador de la Universidad de Linköping y autor principal del estudio.

El proceso de creación del ‘goldeno’ implicó el uso de un material tridimensional base en el cual el oro se inserta entre capas de titanio y carbono, aunque parte del éxito se atribuye a la fortuna, según señala Lars Hultman, profesor en Linköping.

“Inicialmente, desarrollamos el material base con aplicaciones completamente diferentes. Comenzamos con una cerámica conductora de electricidad conocida como carburo de titanio y silicio, en la cual el silicio se encuentra en capas delgadas. Nuestra intención era recubrir este material con oro para crear un contacto eléctrico. Sin embargo, al exponer el componente a altas temperaturas, la capa de silicio fue reemplazada por oro dentro del material base”, explica.

Este fenómeno, denominado ‘intercalación’, condujo a la formación de carburo de titanio y oro. Durante varios años, los investigadores tenían en su posesión esta combinación sin comprender cómo separar el oro del carburo de titanio, por así decirlo.

Finalmente, Hultman descubrió un método similar al utilizado en el arte de la forja japonesa desde hace más de un siglo: el reactivo de Murakami. Este reactivo se emplea para eliminar impurezas del acero y cambiar su color, siendo utilizado en la fabricación de cuchillos, entre otros usos.

Sin embargo, no se podía replicar exactamente la misma técnica empleada por los artesanos. Fue necesario realizar ajustes. “Experimenté con diferentes concentraciones del reactivo de Murakami y distintos tiempos de exposición 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.

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.

Fuente: con información de EFE