Llevamos años, muchísimos años hablando del grafeno. Iba a ser el material del futuro, pero finalmente no ha estado a la altura de las expectativas. Tiene infinidad de aplicaciones y si bien es cierto que ha marcado la diferencia en algún sector, como el de los altavoces, su potencial, poco a poco, se ha ido diluyendo. Sin embargo, su principio es interesante y ahora unos investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) han combinado la estructura del grafeno con el oro, creando así un nuevo material: el goldeno.
Goldeno. Realmente es la traducción directa de "goldene", que viene de combinar las palabras "Gold" (oro) y "Graphene" (grafeno). El grafeno es, en pocas palabras, una sustancia compuesta por láminas de átomos de carbón puro dispuestos en un patrón rectangular hexagonal, como si fuera un panel de abeja. Esta sustancia destaca, principalmente, por su resistencia, su flexibilidad y elasticidad, por ser transparente y por ser ligero. Pues es el goldeno es parecido, pero con átomos de oro.
¿Cómo se ha conseguido? De casualidad, como no podría ser de otra manera. Para crear el goldeno, los investigadores utilizaron un material base tridimensional en el que el oro se incrusta entre las capas de titanio y carbono. Según explica Lars Hultman, Catedrático de Física de Películas Finas de la Universidad 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 en la que el silicio se encuentra 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".
Esquema de la reacción que muestra cómo se forma la capa de átomos de oro | Imagen: Nature
La imagen superior, compartida por los investigadores en el artículo publicado en Nature, es muy ilustrativa y muestra cómo funciona el proceso conocido como intercalación. Básicamente, se convierte el carburo de titanio y silicio (Ti3SiC2) en carburo de titanio y oro (Ti3AuC2), un material que los investigadores llevan años manejando. Sin embargo, no ha sido hasta ahora que han conseguido extraer la capa de oro.
Reactivo de Murakami. La forja japonesa es todo un arte y uno de sus pilares es el reactivo de Murakami, un componente que lleva usándose infinidad de años y que elimina los restos de carbono y cambia el color del acero. Se usa muchísimo en la fabricación de los cuchillos para darles un aspecto brillante de lo más peculiar. Hultman dio con una forma de aplicar este reactivo al carburo de titanio y silicio.
"Probé diferentes concentraciones del reactivo de Murakami y diferentes lapsos de tiempo para el grabado. Un día, una semana, un mes, varios meses. Nos dimos cuenta de que cuanto menor era la concentración y más largo el proceso de grabado, mejor. Pero seguía sin ser suficiente", afirma Shun Kashiwaya, co-autor de la investigación.
Los investigadores del LiU, Shun Kashiwaya y Lars Hultman | Universidad de Linköping
Tal y como explican desde la universidad, el grabado debe realizarse en la oscuridad, ya al recibir luz se genera cianuro y se disuelve el oro. El último paso era conseguir láminas de oro estables (lo normal es que las láminas se enrosquen), para lo cual usaron un tensioactivo, es decir, una molécula larga que separa y estabiliza las láminas. El resultado es una solución que los investigadores describen con un símil: "como copos de maíz en la leche". Para recoger las láminas de oro usaron una especie de tamiz.
Posibles aplicaciones. En palabras de los investigadores, el goldeno tiene varias aplicaciones. Dado que cada átomo tiene seis átomos vecinos en lugar de los doce que encontraríamos en un cristal, el goldeno se podría emplear en la conversión de dióxido de carbono, en la catálisis de hidrógeno y en la purificación de agua, por mencionar algunos. Además, aseguran que se podría reducir la cantidad de oro empleada en las aplicaciones actuales.
Imágenes | Universidad de Linköping, Nature, Unsplash
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