تمكن فريق علمي من صنع شبكة نانوية من الذهب بسمك ذرتين فقط وتعتبر هذه الشبكة ثنائية الابعاد لان كل الذرات في الشبكة ذرات سطحية ولا توجد ذرات داخلية وهذا الشكل النانوي له استخدامات طبية وصناعية كثير ويفتح الافق لابتكارات جديدة.
تمكن علماء من جامعة ليدز من صنع شكل جديد للذهب مكوّن من ذرتي ذهب فقط وهو أنحف شكل للذهب غير المدعوم.
قام الباحثون بقياس سُمك شريحة الذهب ليجدوا أنه يساوي 0,47 نانومتر أي أنحف من ظفر الإنسان بمليون مرة. هذه الشريحة تعتبر ثنائية الأبعاد لأنها تتكون من ذرتين من الذهب فوق بعضهما وجميع الذرات في هذه الشريحة تعتبر ذرات سطحية أي أنه لا يوجد ذرات داخلية مخفية تحت السطح.
سيكون لهذا الشكل تطبيقات على نطاق واسع في الأدوات الطبية و الصناعة الإلكترونية و أيضاً كعامل محفز لتسريع التفاعلات الكيميائية في العمليات الصناعية.
أثبتت التجارب أن هذه الشريحة الرقيقة جداً تعمل كمحفز كيميائي أكثر كفاءة بعشر مرات من جزيئات الذهب النانوية المستخدمة حالياً، وهي جزيئات ثلاثية الأبعاد حيث تكون معظم الذرات في الداخل بدلاً من السطح.
يعتقد العلماء أنه يمكن استخدامها كأساس للإنزيمات المُصنّعة المستخدمة في التحاليل التشخيصية الطبية السريعة وفي تنقية المياه.
إلى جانب إمكانية استعمال الذهب في مجال التكنولوجيا هذا الابتكار يتيح المجال لعلماء المادة لتطوير معادن ثنائية الأبعاد وتطوير صناعة المواد النانوية.
يتطلع الفريق البحثي إلى العمل مع قطاع الصناعة للتوصل إلى طرق ممكنة لتطبيق هذه العملية على نطاق أكبر.
تم تصنيع هذه الشريحة النانوية في محلول مائي، بدايةً بحمض كلورو الذهبيك وهو مادة غير عضوية تحتوي على عنصر الذهب. يتم اختزال الذهب إلى حالته المعدنية في وجود “عامل تضييق” وهو مادة كيميائية تحفز الذهب على أن يتكون على شكل شريحة بسُمك ذرتين.
لأن شريحة الذهب ذات أبعاد نانوية (كل بعد بحجم أقل من 100 نانومتر)، ظهر الذهب باللون الأخضر في الماء، وصفه الباحثون بـ ” طحالب الذهب النانوية”.
تم التقاط صور للشريحة بواسطة المجهر الإلكتروني تظهر طريقة ارتباط ذرات الذهب بشكل شبكة منتظمة جداً، بينما أظهرت بعض الصور طحالب الذهب النانوية المتلونة صناعياً.
يتوقع الفريق البحثي الكثير من الاستعمالات مستقبلاً لشريحة الذهب الرقيقة جداً نظراً لمساحة سطحها العالية مقارنةً بحجمها.
كما أن الذهب يُعرف بأنّه محفز فعال للغاية و إذا استُخدم كشريحة رقيقة جداً جميع ذراتها سطحية وكل ذرة تلعب دوراً في عملية التحفيز تصبح العملية أكثر كفاءة.
أظهرت الاختبارات القياسية أنّ شرائح الذهب النانوية أكثر كفاءة بعشر مرات من جزيئات الذهب النانوية المستخدمة حالياً في الصناعة، هذا الشكل الجديد يساعد العاملين في مجالات الصناعة على استخدام كمية أقل من معدن الذهب عالي التكلفة والوصول إلى نفس النتيجة بدون استهلاك كمية كبيرة من الذهب.
كما أظهرت الاختبارات أن شرائح الذهب يمكن استخدامها كإنزيمات صناعية فعالة.
تسمح مرونة هذه الشرائح بإمكانية استخدامها في الشاشات المرنة، الأخبار الإلكترونية والشاشات الموصِّلة الشفافة.
كما يتوقع الفريق البحثي حدوث مقارنات بين الذهب ثنائي الأبعاد والغرافين “أول مادة ثنائية الأبعاد تم صنعها”.
للذهب ثنائي الأبعاد استخدامات واضحة متوقّعة أهمها تحفيز التفاعلات الكيميائية والتفاعلات الإنزيمية.
المصدر: https://www.sciencedaily.com
المترجم: أشواق السالمي.
تويتر: @donshoqa
المراجع: إبراهيم سلطان
اشترك في قائمتنا البريدية ليصلك جديد مقالاتنا العلمية وكل ماهو حصري على مجموعة نون العلمية
اترك تعليقاً