瑞典林雪平大学科学家团队将黄金合成成只有一个原子厚的片状，命名为“goldene（金烯）”。这一发展不仅证明了人类的聪明才智，还可以帮助许多行业（从电子到医学）无数技术进步，该研究发表在最近的《自然合成》期刊上。

黄金以其导电性和耐腐蚀性而闻名，是电子设备和医疗设备的关键器件材料。然而，当减少到只有一个原子的厚度时，这种贵金属的性质会发生变化，具有可能彻底改变几个行业的潜力。瑞典研究人员所取得的壮举涉及古代工艺和现代科学的巧妙转折，预报了材料科学的新前沿。

金烯的合成

金色的合成过程和材料本身一样迷人。研究人员采用了一种基于日本传统锻造技术的方法，称为村上试剂（Murakami’s reagent），这种技术已有一个多世纪的历史，通常用于刀具制造。这种方法适用于从特殊工程处理的材料Ti3AuC2中蚀刻去除碳化钛层。而Ti3AuC2最初是通过在Ti3SiC2中用金代替硅而衍生来的，Ti3SiC2是MAX相家族的化合物，以其独特的层状结构而闻名。

博士林雪平大学研究人员详细介绍了该材料在其标准应用中最初应该如何与黄金进行界面对接。然而，在实验期间暴露于高温导致黄金取代了基础材料中的硅层，这是一个偶然的异常反应，为他们的突破性发现铺平了道路。

独特的属性和技术

研究人员使用表面活性剂成功地稳定了这些原子厚度的板材，表面活性剂可以防止脆弱的层进行卷曲和聚集——这是在这种尺度上处理材料时遇到的常见挑战。在电子显微镜下，与散装（bulk）对应物相比，金烯表现出了约9%的晶格收缩，显示了更紧密的原子填充（atomic packing）。

此外，金烯表现出独特的电子特性，包括通过X射线光电子光谱显示，金电子中的结合能(binding energy)增加0.88 eV。这表明电子在材料中的保持方式发生了变化，这可能会对其导电性和反应性产生显著影响。

意义和应用

将黄金转化为具有类似半导体特性的二维材料，开辟了令人兴奋的可能性。参与这项研究的研究人员指出，使材料变得极薄会极大地改变其特性，与石墨烯相似，石墨烯是另一种以其卓越的电特性和强度而闻名的材料。

金烯的潜在应用是广泛而多样的：

- 电子技术：随着其电子性能的改变，金烯可以导致更高效、更小的晶体管和半导体的发展。

- 催化：高表面积与体积比可以使金烯成为加速化学反应的绝佳催化剂，对水净化和二氧化碳转化等环境应用很重要。

- 能源：氢气生产对清洁能源解决方案至关重要，也可以从金烯的催化特性中受益。

- 医学：在生物医学中，该材料可用于治疗应用，特别是癌症治疗的靶向热治疗，因为它具有高效的光吸收和转换能力。

可持续的未来

金烯的另一个好处在于其效率。这种材料可能会减少应用所需的黄金数量，使严重依赖这种稀缺资源的技术更加可持续，成本更低。

随着林雪平大学的研究人员继续探索这种新材料的特性，将其应用于其他贵金属的潜力也非常巨大，这可能会使这一发现的意义成倍增加。下一步将涉及完善合成过程，并进一步研究金烯的全部能力。

展望未来

金烯的创造代表了材料科学的一个重要里程碑，展示了历史技术如何激发未来的创新。随着行业越来越依赖先进材料为新技术提供动力，金烯的发展为原子尺度工程技术的未来发展提供了一瞥。凭借其一系列有前途的应用和革命性的特性，金烯不仅仅是一种新材料，也是纳米技术黄金时代的先驱。