Científicos han creado el «nuevo oro»: más duro y pesa menos que el papel
En un laboratorio de la Universidad de Linköping, Suecia, un equipo de científicos ha creado un material innovador llamado «goldeno», resultado de combinar grafeno con átomos de oro. Este nombre, que fusiona las palabras inglesas «gold» (oro) y «graphene» (grafeno), que básicamente representa un compuesto con su composición única y las prometedoras propiedades que ofrece te las vamos a contar a continuación.
Para empezar, el grafeno ya es conocido por sus excepcionales características: es increíblemente ligero, fuerte, flexible y posee una conductividad eléctrica y térmica superior a la de cualquier otro material conocido. Estas propiedades lo convierten en un candidato ideal para una amplia variedad de aplicaciones tecnológicas, especialmente en la mejora de baterías, donde podría permitir mayor densidad de energía y tiempos de carga más rápidos. Sin embargo, producir grafeno puro a gran escala sigue siendo un problema técnico y económicamente significativo.
Para ello el goldeno emerge como una solución innovadora. Este material se obtiene intercalando átomos de oro en la estructura del grafeno, creando finas hojas de un solo átomo de grosor. Este proceso involucra un sustrato tridimensional de titanio y carbono, donde los átomos de oro se integran de manera controlada.
El hallazgo del goldeno fue en gran medida accidental. Originalmente, los investigadores buscaban crear un recubrimiento de oro para establecer un mejor contacto eléctrico en materiales base de carburo de titanio. Sin embargo, al someter esta combinación a altas temperaturas, el oro reemplazó al silicio dentro del material base en un fenómeno conocido como intercalación. Este descubrimiento inesperado reveló un nuevo camino hacia la creación de materiales bidimensionales con propiedades sobresalientes.
Para extraer y estabilizar estas finas láminas de oro, el equipo de investigación utilizó una técnica inspirada en la forja japonesa. Emplearon el reactivo de Murakami, conocido por su uso en la eliminación de impurezas del acero. Al ajustar las concentraciones y tiempos de exposición del reactivo y trabajar en la oscuridad para evitar reacciones no deseadas, lograron exfoliar el oro del carburo de titanio. La adición de un tensioactivo, una molécula larga que separa y estabiliza las láminas, fue crucial para evitar que se enrollaran.
El resultado es un material con propiedades excepcionales. El goldeno es ligero y flexible, transparente y altamente duradero. Su estructura de un solo átomo de grosor le confiere propiedades semiconductoras, lo que abre un abanico de aplicaciones en electrónica, similar al silicio pero con potencialmente mayor eficiencia debido a su delgadez.
Una de las aplicaciones más prometedoras del goldeno es en la producción de hidrógeno verde. Como catalizador, el goldeno puede acelerar las reacciones químicas necesarias para producir hidrógeno de manera eficiente, una fuente de energía limpia y renovable que es esencial para una transición hacia una economía más sostenible. Además, su estructura bidimensional podría facilitar la captura y almacenamiento de carbono (CO2), contribuyendo significativamente a la lucha contra el cambio climático.
El goldeno también tiene potencial en la purificación de agua. Su capacidad para eliminar selectivamente impurezas y contaminantes podría ser aprovechada para desarrollar sistemas de filtración más efectivos y sostenibles, mejorando así el acceso a agua limpia.
Actualmente, los investigadores han logrado producir láminas de goldeno de hasta 200 milímetros, lo que permite su implementación en aplicaciones prácticas. Este avance, sin duda, es un hito en la ciencia de materiales, nos presentan una plataforma para innovaciones futuras en múltiples campos.
