Исследователи из ETH Zurich получили слиток реального 20-каратного золота, но такой легкий, что он не тонет в капуччино, а плавает, причем на поверхности молочной пены. Ученые произвели новый вид пены из золота, трехмерную сетку, которая состоит в основном из пор. Это самый легкий золотой слиток из когда-либо созданных. Этот аэрогель в тысячу раз легче, чем обычный золотой сплав. Он легче, чем вода, и почти такой же легкий, как воздух," – говорят ученые.
Новую форму золота вряд ли можно отличить от обычного золота невооруженным глазом - аэрогель даже имеет металлический блеск. Но в отличие от своей обычной формы он является мягким и податливым. Такой аэрогель состоит из 98 частей воздуха и только двух частей твердого материала. Из этого твердого материала, более чем 4/5 золото и менее 1/5 составляет волокна молочного белка. Это соответствует примерно 20-каратному золоту.
Ученые создали пористый материал первичным нагревом молочных белков для получения нанометровых белковых волокон, которые затем помещались в раствор соли золота. Золото кристаллизовалось на основе из переплетенной структуры белковых волокон, образовывая мелкие частицы. Это и приводило к гелеобразной форме золота.
Одна из самых больших проблем в том, как сушить этот гель, не разрушая его. Ученые решили для процесса сушки использовать не воздух, а диоксид углерода.
Выбор метода, при котором частицы золота кристаллизуются непосредственно в процессе изготовления структуры аэрогеля (а не, например, добавляются к уже существующей структуре) является новым. Самым большим преимуществом метода является то, что в результате получается однородный золотой аэрогель, прекрасно имитирующий золотые сплавы.
Технология производства также предлагает многочисленные возможности ученым сознательно влиять на свойства золота. "Оптические свойства золота сильно зависят от размера и формы частиц золота," - говорят ученые. "Таким образом, можно даже изменить цвет материала. Когда мы изменили условия реакции для того, чтобы золото кристаллизовалось не в микрочастицы, а в более мелкие наночастицы, это приводило к темно-красному цвету золота." Посредством этого, ученые могут влиять не только на цвет, но и на другие оптические свойства, такие как поглощение и отражение.
Новый материал может быть использован во многих приложениях, там где в настоящее время используется золото. Свойства вещества, в том числе его легкий вес, меньшее потребление золота при изготовлении и пористая структура, имеют свои преимущества. Применение в часах и ювелирных изделиях - это только одна возможность. Другое применение продемонстрировано учеными в процессе химического катализа: высокопористый материал имеет огромную поверхность, химические реакции, которые зависят от наличия золота, могут проходить очень эффективно. Материал также может быть использован в системах, где свет поглощается или отражается. Ученые также показали, что возможно производство датчиков давления с таким материалом. "При нормальном атмосферном давлении отдельные частицы золота в материале не соприкасаются, и золотой аэрогель не проводит электричество. Но когда давление повышается, материал сжимается, частицы начинают соприкасаться, это делает материал проводящим " - объясняют ученые.
Источник: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-11/ez-anf112515.php