Новая технология позволяет получить композитный материал на основе золота — такой же пластичный и сверкающий, но в несколько раз более легкий, чем сам драгоценный металл.
«Любители золотых часов и массивных ювелирных изделий будут взволнованы, — сообщает пресс-релиз Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich). — Предметы их страсти однажды могут стать намного легче, ничуть не теряя своего блеска».
На основе драгоценного металла местные ученые смогли получить уникальный композитный материал — столь же эффектный, такой же удобный в обработке, как и обычные золотые сплавы, однако более легкий.
Традиционный сплав для изготовления золотых хронометров и украшений состоит из 3/4 золота и 1/4 меди и имеет плотность около 15 н/см3. Полученный ими полимер легче в несколько раз: его плотность составляет всего 1,7 г/см3 — и вместе с тем остается тем же 18-каратным золотом. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
Чтобы получить такой композит, Рафаэль Меззенга (Raffaele Mezzenga) и его коллеги соединили крошечные, наноразмерные пластинки чистого золота с пластичным и легким матриксом из полистирола. Для этого водную взвесь исходных веществ обрабатывали солями, заставляя их образовать гидрогель. Затем воду вымывали спиртом, а спирт удаляли при высоком давлении, в атмосфере углекислого газа.
Золотые нанопластинки в полимерном матриксе
Наконец, образовавшуюся рыхлую структуру аэрогеля подвергали воздействию высоких температур, выводя из него летучие молекулы и получая готовый пластичный композит. Его сходство с пластиками можно буквально услышать — по звуку падения золотого образца на поверхность стола. При этом материал можно отполировать и обработать для получения настоящих ювелирных изделий.
По словам авторов работы, меняя условия производства и выбирая другие полимеры, можно получать белково-золотые композиты с другими свойствами — различной твердости и пластичности. Кроме того, контролируя форму и размеры золотых наночастиц, можно придать материалу различные сверкающие оттенки. Например, пластинчатые частицы делают его классическим желтым, а наносферы — фиолетовым.
Помимо часовой и ювелирной промышленности, такие композитные материалы могут найти применение и в других, более практичных областях хозяйства. По словам разработчиков, они подойдут для использования в составе противорадиационной защиты космических миссий, химических катализаторов и электроники — везде, где применяется золото сегодня.
