De synthese van goudeen (goldeneen) (afb: Shun Kashiwaya et. al/Nature)
Het lijkt een rage te worden, de een atoom dikke, tweedimensionale, materialen. We hadden al grafeen, atoomdikke koolstof, en ook van kiezel, boor en gallium zijn ‘-enen’ gemaakt. Daar wordt nu goud aan toegevoegd. Normaal is goud een geleider, maar afgeslankt tot twee dimensies is het een halfgeleider. Net als grafeen wordt aan dat goldeneen (of goudeen) een gouden toekomst toegedicht.
Een groep rond Shun Kashiwaya van de universiteit van Linköping is er in geslaagd goudeen te fabriceren, maar dat scheen niet zo makkelijk te zijn. Het gouden atoomlaagje had de nogal sterke neiging weer aan te dikken.
Ze slaagden er toch in door op een ondergrond van titaansiliciumcarbide een meeratoomsgoudlaagje te deponeren. Als dat laagje werd verhit tot 670°C verplaatsten goudatomen zich naar de onderlaag en vervingen daar de siliciumatomen. Na een uur of twaalf was de keramische (onder)laag veranderd in titaangoudcarbide.
Daaruit moest de atoomdikke goudlaag worden ‘gedestilleerd’. Dat gebeurde met behulp van het zogenaamde Murakamireagens (kaliumhexacyanoferraat(III) (K3[Fe(CN)6]) en kaliumhydroxide (KOH) opgelost in water). Daarmee werd de carbidelaag eraf ‘geëtst’. Dat lukte alleen in totale duisternis, want licht verstoord de beoogde reacties en dan ontstaat er goudcyanide. De gevormde 2d-laag moest vervolgens in een zeephoudende oplossing stabiliseren. Dat lijkt me(=as) een nogal kostbaar proces.
Toepassingen
Het bleek dat goudeen een halfgeleider was, terwijl goud een prima stroomgeleider is. Bovendien is het tweediomensionale goud nogal reactief doordat er per goudatoom twee bindingsplaatsen niet bezet zijn; ook een duidelijk onderscheid met het edelmetaal goud. Dat maakt dat goudplaatje nogal instabiel.
Dat gaf onderzoekers droombeelden van tweedimensionaal goud als katalysator voor de de synthese van waterstof (????;as), voor de binding aan koolstof of voor waterzuivering (is daar dat materiaal niet wat te duur voor? as). Nu willen de onderzoekers ook atoomdunne laagjes van andere edelmetalen maken. Tja.
Bron: wissenschaft-aktuell.de