Materialkunde: Wissenschaftler aus England erschaffen 2D-Gold

Forscher in England haben zwei Atome dicke Goldplättchen erzeugt. Das 2D-Gold könnte in einigen Jahren als effektiver und günstiger Katalysator eingesetzt werden. Anwendungen in elektronischen Geräten sind ebenfalls denkbar.

7. August 2019 um 15:00 Uhr / Werner Pluta

2D-Gold, sieht im Wasser grün aus. Bild: University of Leeds

Nur zwei Atomlagen dick sind die Goldplättchen, die Forscher von der Universität in Leeds in Nordengland erzeugt haben. Das zweidimensionale Gold soll sich in unterschiedlichen Bereichen einsetzen lassen, unter anderem als Katalysator.

Die Forscher um Projektleiterin Sunjie Ye haben die nur 0,47 Nanometer dünnen Plättchen aus einer anorganischen goldhaltigen Säure gewonnen, der Tetrachlorogoldsäure. Dabei setzten sie einen Stoff ein, der das Gold dazu brachte, sich in einer zwei Atome dicken Gitterstruktur anzuordnen. Das Gold bildet dabei Wedel-artige Strukturen und erscheint im Wasser grün, weshalb die Forscher das Ergebnis als Nano-Seegras bezeichnen.

Vorteil dieser dünnen Bleche sei das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, erläutert Stephen Evans, der die Molecular and Nanoscale Research Group an der Universität Leeds leitet: Da das Blättchen nur aus zwei Atomlagen besteht, sind alle Atome an der Oberfläche und keines darunter.

Goldplättchen sind besser als Goldnanopartikel

"Gold ist ein hocheffektiver Katalysator" , sagte Evans. "Da die Nanoblätter so dünn sind, ist praktisch jedes Goldatom an der Katalyse beteiligt. Das bedeutet, dass der Prozess sehr effizient ist." In Labortests haben die Forscher festgestellt, dass 2D-Gold als Katalysator 10-mal effizienter ist als Goldnanopartikel, die aktuell eingesetzt werden.

Anwendungen für das 2D-Gold gibt es viele. Es ist als Katalysator attraktiv, weil es bei geringerem Einsatz des teuren Edelmetalls vergleichbare Effekte erzielt wie Katalysatoren, die mehr Gold enthalten. Weitere Vorteile: Das hauchdünne Gold ist flexibel, was es auch für die Elektronikindustrie interessant macht. Es könne in biegsamen und transparenten Bildschirmen verbaut oder in elektronischer Tinte und medizinischen Geräten verwendet werden.

Sie hätten einige sehr konkrete Vorstellungen, wo das 2D-Gold eingesetzt werden könnte, sagte Ye . "Wir wissen, dass es effektiver sein wird als bestehende Technologien - wir haben also etwas, von dem wir glauben, dass andere daran interessiert sind, es mit uns weiterzuentwickeln." Allerdings, so schränkte sie ein, werde es noch einige Zeit dauern, bis es in Produkte einfließen könne.

Die Forscher haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Advanced Science veröffentlicht .