瑞典林雪平大學科學家團隊將黃金合成成只有一個原子厚的片狀，命名爲“goldene（金烯）”。這一發展不僅證明了人類的聰明才智，還可以幫助許多行業（從電子到醫學）無數技術進步，該研究發表在最近的《自然合成》期刊上。

黃金以其導電性和耐腐蝕性而聞名，是電子設備和醫療設備的關鍵器件材料。然而，當減少到只有一個原子的厚度時，這種貴金屬的性質會發生變化，具有可能徹底改變幾個行業的潛力。瑞典研究人員所取得的壯舉涉及古代工藝和現代科學的巧妙轉折，預報了材料科學的新前沿。

金烯的合成

金色的合成過程和材料本身一樣迷人。研究人員采用了一種基于日本傳統鍛造技術的方法，稱爲村上試劑（Murakami’s reagent），這種技術已有一個多世紀的曆史，通常用于刀具制造。這種方法適用于從特殊工程處理的材料Ti3AuC2中蝕刻去除碳化钛層。而Ti3AuC2最初是通過在Ti3SiC2中用金代替硅而衍生來的，Ti3SiC2是MAX相家族的化合物，以其獨特的層狀結構而聞名。

博士林雪平大學研究人員詳細介紹了該材料在其標准應用中最初應該如何與黃金進行界面對接。然而，在實驗期間暴露于高溫導致黃金取代了基礎材料中的硅層，這是一個偶然的異常反應，爲他們的突破性發現鋪平了道路。

獨特的屬性和技術

研究人員使用表面活性劑成功地穩定了這些原子厚度的板材，表面活性劑可以防止脆弱的層進行卷曲和聚集——這是在這種尺度上處理材料時遇到的常見挑戰。在電子顯微鏡下，與散裝（bulk）對應物相比，金烯表現出了約9%的晶格收縮，顯示了更緊密的原子填充（atomic packing）。

此外，金烯表現出獨特的電子特性，包括通過X射線光電子光譜顯示，金電子中的結合能(binding energy)增加0.88 eV。這表明電子在材料中的保持方式發生了變化，這可能會對其導電性和反應性産生顯著影響。

意義和應用

將黃金轉化爲具有類似半導體特性的二維材料，開辟了令人興奮的可能性。參與這項研究的研究人員指出，使材料變得極薄會極大地改變其特性，與石墨烯相似，石墨烯是另一種以其卓越的電特性和強度而聞名的材料。

金烯的潛在應用是廣泛而多樣的：

- 電子技術：隨著其電子性能的改變，金烯可以導致更高效、更小的晶體管和半導體的發展。

- 催化：高表面積與體積比可以使金烯成爲加速化學反應的絕佳催化劑，對水淨化和二氧化碳轉化等環境應用很重要。

- 能源：氫氣生産對清潔能源解決方案至關重要，也可以從金烯的催化特性中受益。

- 醫學：在生物醫學中，該材料可用于治療應用，特別是癌症治療的靶向熱治療，因爲它具有高效的光吸收和轉換能力。

可持續的未來

金烯的另一個好處在于其效率。這種材料可能會減少應用所需的黃金數量，使嚴重依賴這種稀缺資源的技術更加可持續，成本更低。

隨著林雪平大學的研究人員繼續探索這種新材料的特性，將其應用于其他貴金屬的潛力也非常巨大，這可能會使這一發現的意義成倍增加。下一步將涉及完善合成過程，並進一步研究金烯的全部能力。

展望未來

金烯的創造代表了材料科學的一個重要裏程碑，展示了曆史技術如何激發未來的創新。隨著行業越來越依賴先進材料爲新技術提供動力，金烯的發展爲原子尺度工程技術的未來發展提供了一瞥。憑借其一系列有前途的應用和革命性的特性，金烯不僅僅是一種新材料，也是納米技術黃金時代的先驅。