Удивительный новый материал содержит чрезвычайно редкий вид золота
Отчасти из-за размера атома заряженная разновидность золота под названием Au2+ редко встречается в природе.
Ученые из Стэнфордского университета, Университета Калифорнии, Беркли и Университету Макгилла в Канаде теперь удалось создать и стабилизировать редкий ион, что позволяет найти множество новых применений для этого удивительного элементарного металла.
Атомы золота содержат множество протонов, упакованных в их атомы. ядра, давая им большой положительный заряд, который сильно тянет вращающиеся по орбите электроны. Эти необычайно сильные силы делают влияние специальной теории относительности на их ускорение гораздо более значительным, делая некоторые расположения электронов более вероятными, чем другие.
Эта релятивистская конфигурация не только придает золоту желтоватый блеск, но и приводит к потере один или три электрона более вероятны, чем потеря двух.
Здесь химики захватили ионы золота в тип кристаллического материала, называемого галогенидным перовскитом, который используется повсюду: от солнечных батарей до электронных устройств.
p>
Особая конфигурация элементов в кристалле стабилизировала любые ионы Au2+, образующиеся внутри его матрицы, эффективно сохраняя их уникальное состояние.
«Галоидные перовскиты обладают действительно привлекательными свойствами для многих повседневных применений, поэтому мы стремимся расширить это семейство материалов», — говорит химик Курт Линдквист, ранее работавший в Стэнфордском университете, а теперь в Принстонском университете.
«Беспрецедентный перовскит Au2+ может открыть некоторые интригующие новые возможности».
Обнаруженный в рамках отдельных исследований магнитных полупроводников и того, как они могут улучшить электронные устройства, Формула включает смесь соли хлорида цезия, хлорида Au3+, воды, соляной кислоты и «немного витамина С».
«В лаборатории мы можем сделать этот материал из очень простых ингредиентов примерно за пять минут при комнатной температуре», говорит Линдквист .
«В итоге мы получаем порошок очень темно-зеленого, почти черного цвета, удивительно тяжелый из-за содержащегося в нем золота. содержит.»
Отдавая один из своих электронов, витамин С превращает ион Au3+ в Au2+. Многочисленные анализы подтвердили, что ученые действительно создали это редчайшее золото в стабильной форме.
Золото является привлекательным элементом по многим причинам, помимо его довольно привлекательного цвета: его относительно легко изменить, но с трудом вступает в реакцию с другими химическими веществами, то есть не тускнеет и не разлагается с течением времени.
Теперь у нас есть новая, стабильная его форма, которую можно использовать, и следующие шаги — посмотреть больше близко к оптическим и электронным характеристикам Au2+, характеристикам, которые в конечном итоге можно будет настроить и использовать в электронике и других областях.
«Это было настоящим сюрпризом, что мы смогли синтезировать стабильный материал, содержащий Au2+. Сначала я в это даже не поверил, – говорит химик Хемамала Карунадаса из Стэнфордского университета.
– Мы с нетерпением ждем возможности исследовать на что способен перовскит Au2+».
Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.
