Naukowcy poświęcili swoim dokonaniom publikację zamieszczoną na łamach Nature Chemistry. Ich eksperymenty są szczególnie interesujące ze względu na fakt, że mówimy o formie złota, która nie występuje w naturze w stabilnej formie. Cechuje się ona brakiem dwóch ujemnie naładowanych elektronów, natomiast w roli materiału stabilizującego występuje perowskit halogenkowy.
Czytaj też: Pierwiastek, który zrewolucjonizuje zegary atomowe. Skąd się wziął potencjał skandu?
Jak wyjaśnia Hemamala Karunadasa, jedna z autorek ostatnich badań, atomy złota w perowskicie są bardzo podobne do atomów miedzi w nadprzewodnikach wysokotemperaturowych. Z kolei ciężkie atomy z niesparowanymi elektronami wykazują efekty magnetyczne niespotykane w lżejszych atomach.
Złoto samo w sobie jest wyjątkowo rzadkie, ale w tym przypadku mowa o jeszcze trudniejszej do zaobserwowania formie. Dlaczego tak jest? Okazuje się, że odpowiedzi na to pytanie można doszukiwać się w ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Słynny naukowiec stwierdził, że kiedy obiekty poruszają się bardzo szybko, to stają się cięższe. Ciężkie pierwiastki pokroju złota, posiadające wiele protonów w swoich jądrach atomowych, zmuszają ujemnie naładowane elektrony do wirowania z wysokimi prędkościami, przez co owe elektrony stają się ciężkie i osłabiają ładunek jądra.
Zaobserwowana przez naukowców forma złota może być przydatna w kilku różnych dziedzinach
W myśl teorii Einsteina atom występuje w formie Au1+ i Au3+, tracąc jeden lub trzy elektrony i odrzucając Au2+. W toku prowadzonych eksperymentów okazało się jednak, że Au2+ może przetrwać, co zostało zaobserwowane stosunkowo przypadkowo, ponieważ za sprawą badań poświęconych półprzewodnikom magnetycznym, które mogłyby być wykorzystywane w urządzeniach elektronicznych.
Członkowie zespołu badawczego wymieszali chlorek cezu z chlorkiem Au3+ w wodzie i dodali kwas solny do roztworu z niewielką ilością witaminy C. Ta ostatnia przekazała naładowany ujemnie elektron wspólnemu Au3+, tworząc Au2+. Dalsze obserwacje wykazały, iż Au2+ jest stabilny w stałym perowskicie, jednak w roztworze sytuacja się zmienia. Wyjątkowo imponujący wydaje się fakt, że w warunkach laboratoryjnych naukowcy są w stanie uzyskać ten materiał w ciągu pięciu minut – i to w temperaturze pokojowej, z wykorzystaniem stosunkowo powszechnie dostępnych składników.
Czytaj też: Naukowcy, którzy przyjrzeli się elektronom, otrzymali Nagrodę Nobla. Dokonali niemożliwego
W międzyczasie autorzy badań zgłębili już właściwości tej formy złota, między innymi przez spektroskopię i dyfrakcję promieni rentgenowskich. W ten sposób byli w stanie ocenić, jak rzeczony materiał absorbuje światło i scharakteryzować jego strukturę krystaliczną. Jeśli zaś chodzi o potencjalne zastosowania, to już teraz mówi się chociażby o dziedzinach, w których przydatny jest magnetyzm i przewodność.
