Finalmente, cientistas alcançaram um feito notável: a síntese de uma folha de ouro com apenas um átomo de espessura, em uma camada monoatômica do metal precioso, paralela ao fenômeno do grafeno, que é uma camada monoatômica de carbono.
Batizado de “oureno” ou “goldeno”, esse novo material agora faz parte de uma vasta família de materiais monoatômicos, também conhecidos como materiais 3D ou materiais de van der Waals, que incluem o siliceno, o germaneno, o plumbeno, o estaneno, entre outros.
Isolar camadas monoatômicas de um elemento abre portas para a exploração de comportamentos que não são observados no elemento em sua forma tridimensional. Isso leva os cientistas, como Shun Kashiwaya e sua equipe da Universidade de Linkoping, na Suécia, a acreditarem que o ouro monoatômico poderá ser utilizado em uma variedade de aplicações, incluindo a conversão de dióxido de carbono, a produção de hidrogênio e compostos químicos de alto valor agregado, como medicamentos.
Um fato interessante é que a equipe já confirmou que, quando reduzido a uma camada atômica, o ouro não se comporta mais como um metal, mas sim como um semicondutor.
Antes desse sucesso, várias tentativas de criar folhas de ouro com a espessura de um único átomo haviam falhado, devido à tendência do metal de formar aglomerados mesmo com poucos átomos. O avanço foi possível graças a uma técnica inspirada na arte tradicional japonesa da forjaria.
O processo de fabricação do oureno começa com um material tridimensional, onde o ouro é incorporado entre camadas de titânio e carbono. O material base é uma cerâmica eletricamente condutora chamada carboneto de titânio e silício, com camadas finas de silício. Quando exposto a altas temperaturas, o ouro substitui o silício dentro do material base, resultando em uma estrutura composta por carboneto de ouro e titânio.
Esse fenômeno, chamado de intercalação, deixou uma camada de ouro intercalada entre as camadas de titânio e carbono. Kashiwaya e sua equipe então utilizaram uma técnica conhecida como “reagente de Murakami”, tradicionalmente utilizada na fabricação de facas japonesas, para remover os resíduos de carbono e extrair a camada de ouro intercalada.
Para estabilizar as folhas de ouro e evitar que se enrolassem, um surfactante foi adicionado à solução, funcionando como um sabão para separar e estabilizar as folhas monoatômicas. As propriedades únicas do oureno, como seu comportamento semicondutor, são atribuídas ao fato de o ouro possuir duas ligações livres quando forma folhas bidimensionais.
Essa descoberta abre novas possibilidades de aplicação, incluindo a conversão de dióxido de carbono, a geração de hidrogênio, a produção seletiva de compostos químicos, a purificação de água, entre outras. Além disso, a quantidade de ouro necessária para essas aplicações pode ser significativamente reduzida.
De acordo com Nature.
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