瑞典林雪平大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)制備出只有單原子層厚度的黃金薄片“金烯”，拓展了金的特性，可應(yīng)用于二氧化碳轉(zhuǎn)化、制氫和生產(chǎn)增值化學(xué)品等。相關(guān)研究成果4月16日發(fā)表于《自然-合成》。

材料在極薄時(shí)會(huì)展現(xiàn)出超乎尋常的特性，例如被譽(yù)為“新材料之王”的石墨烯，就是一種單原子層厚度的碳材料。金通常屬于金屬，但若達(dá)到單原子層厚度，就可以成為半導(dǎo)體。科學(xué)家一直嘗試制備單原子層厚度的金，但由于金原子容易聚集到一起而未能成功。

在這項(xiàng)研究中，科研團(tuán)隊(duì)首先使用了一種鈦硅碳化物導(dǎo)電陶瓷，硅在其中以薄層形式存在。該材料上被涂覆一層金并加熱到高溫后，硅層會(huì)被金層取代，形成鈦金碳化物。之后，科研團(tuán)隊(duì)采用日本發(fā)明的化學(xué)試劑“村上試劑”進(jìn)行濕法蝕刻，去除碳?xì)埩粑铮瑥亩蛛x出鈦金碳化物中薄薄的金層，破解了金的分離難題。

通過(guò)調(diào)整試劑的濃度和蝕刻時(shí)間，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，試劑濃度越低、蝕刻時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好，且整個(gè)蝕刻過(guò)程必須避光，以防止因光照生成氰化物溶解掉金。他們添加了表面活性劑以分隔和穩(wěn)定金層，避免二維金材料卷曲，最終成功從溶液中收集到金層，并利用電子顯微鏡確認(rèn)制備成功。

科研團(tuán)隊(duì)表示，當(dāng)金轉(zhuǎn)變?yōu)槎S材料后會(huì)具有許多新的特性，未來(lái)可用于二氧化碳轉(zhuǎn)化、氫氣催化與生產(chǎn)、增值化學(xué)品的選擇性生產(chǎn)、水凈化、通信等。下一步，他們將研究是否能對(duì)其他貴金屬進(jìn)行同樣的處理，并確定新材料的其他應(yīng)用。此外，通過(guò)這種方法處理后，金在各種應(yīng)用中的用量將大大減少。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4