Weźmy dla przykładu węgiel. W przypadku tego pierwiastka nazwa najcieńszej jego warstwy jest znana powszechnie. Mowa oczywiście o grafenie, który jest niczym innym jak strukturą złożoną z atomów węgla połączonych ze sobą w taki sposób, aby cała struktura miała grubość jednego atomu węgla.
Teraz naukowcom udało się stworzyć odpowiednik grafenu, który wykonany jest nie z atomów węgla, a właśnie z atomów złota. Podążając za grafenem także, tutaj fizycy nazwali stworzony przez siebie materiał goldenem. Możliwe, że nawet u nas ta nazwa się przyjmie.
Co jednak szczególnie ciekawe, golden — tak samo jak grafen — charakteryzuje się wieloma właściwościami, których nie ma „zwykła”, trójwymiarowa forma złota. W toku badania nowo powstałego materiału okazało się bowiem, że warstwa złota o grubości jednego atomu jest półprzewodnikiem.
Czytaj także: Złoto na ratunek światu. Tak można produkować czystą energię
Historia tego odkrycia jest dość ciekawa. Jak w wielu takich przypadków naukowcy pracujący ze złotem wcale nie starali się stworzyć goldenu, a niejako w toku innych prac przypadkiem zauważyli pierwsze etapy tworzenia się takiej struktury. Przykuły one ich uwagę głównie ze względu na fakt, że co do zasady złoto bardzo trudno ułożyć w warstwę dwuwymiarową. Pierwiastek ten uwielbia łączyć się w grupy, dość łatwo tworzy arkusze o grubości kilku atomów, ale już warstwa dwuwymiarowa? Tego wcześniej nikomu nie udało się wytworzyć, poza przypadkami, w których warstwa ta znajdowała się na innym materiale, od którego nie można było jej oderwać.
W ramach prowadzonego eksperymentu naukowcy wykorzystali węglik tytanowo-krzemowy, który chcieli pokryć cienką warstwą złota. Eksperyment się nie powiódł, bowiem złoto, zamiast osiąść na powierzchni materiału w warunkach wysokiej temperatury, zastąpiło w strukturze węglika warstwę krzemu znajdującą się w jej środku. Powstał zatem węglik tytanowo-złotowy, z którego już cienkiej warstwy złota nie było jak wydobyć.
Dopiero po kilku latach naukowcy postanowili spróbować wytrawić złoto za pomocą mieszaniny związków chemicznych zwanej odczynnikiem Murakami.
Czytaj także: Ta forma złota nie występuje w przyrodzie. Ma niesamowite właściwości
Zadanie wcale nie należało do łatwych. Z jednej bowiem strony odczynnik Murakami skutecznie usuwał z próbki atomy tytanu i węgla pozostawiając tylko cienką warstwę złota. Z drugiej strony z kolei w tym samym procesie powstawał też żelazocyjanek potasu jako produkt uboczny. Problem w tym, że pod wpływem światła z tego związku uwalnia się cyjanek, który rozpuszcza złoto. Kiedy naukowcy zorientowali się w tym, jakie procesy obserwują, po prostu zaczęli przeprowadzać proces trawienia w całkowitej ciemności. Wyniki były zaskakujące. Powstała bowiem dwuwymiarowa warstwa złota o grubości jednego atomu.
Ostatnim elementem, który umożliwiał tworzenie trwałej struktury, było pokrycie jej materiałem powierzchniowo czynnym, który zapobiegał gnieceniu się i sklejaniu tak powstałej monowarstwy złota.
Niejako bonusem tego całego procesu było odkrycie, że w przeciwieństwie do złota będącego dobrym przewodnikiem, golden jest półprzewodnikiem, którego stopień przewodzenia można regulować. Zważając na to, że do półprzewodników przemysł ma aż nadto zastosowań, możemy być pewni, że dla goldenu bardzo szybko znajdzie się jakieś praktyczne zastosowanie.
