Zlato je pozoruhodný materiál. Svůdně se blyští, je velmi chemicky nezdolné, a také je velmi těžké, kvůli své hustotě. Kdo kdy držel v ruce zlatou cihlu, tak jistě ví, o čem je řeč. Když někdo miluje zlaté šperky nebo třeba zlaté hodinky, tak pro něj může být problém velká hustota zlata, tj. 19,3 gramu na centimetr krychlový. Díky nově vyvinutému materiálu badatelů švýcarského institutu ETH Zurich by se to teď mohlo změnit.
Leonie van 't Hag a její spolupracovníci vytvořili úžasně lehké 18-karátové zlato, které je založené na matrici z plastu. Takové zlato je úžasně lehké a přitom se stále krásně blyští. Nově vytvořené zlato je asi 5 až 10 krát lehčí, nežli tradiční 18-karátové zlato. To bývá ve skutečnosti směsí tří čtvrtin zlata a jedné čtvrtiny mědi, jejíž hustota je zhruba 15 gramů na centimetr krychlový.
Hustota nového „lehkého“ zlata je pouhých 1,7 gramu na centimetr krychlový. A přitom je to stále 18-karátové zlato. Jak se jim to vůbec mohlo povést? Klíčem k úspěchu bylo použít proteinové vlákna a polymerový latex, jejichž smícháním vznikla matrice, do které pak badatelé umístili nanodestičky zlata. K nízké váze nového zlata přispívá i to, že takový materiál obsahuje nesčíslné množství nepatrných bublinek vzduchu.
Van 't Hagová a spol. při výrobě tohoto zlata nejprve smíchali ingredience s vodou a vytvořili disperzi. Když pak přidali sůl, tak se z disperze stal gel, v němž pak chemicky nahradili vodu za alkohol. Takto vytvořený gel umístili do tlakové komory, kde vysoký tlak a atmosféra s oxidem uhličitým zařídily vznik homogenního pavučinového aerogelu. Působením vysokých teplot se tento aerogel přetvořil do výsledného materiálu požadovaného tvaru, který si po tom všem uchoval 18-karátové složení.
Jak uvádějí tvůrci materiálu, tohle zlato má řadu vlastností plastu. Když spadne na tvrdý povrch, tak to zní, jak když dopadne kus plastu. Zároveň se ale lehké zlato blyští jako běžné zlato a může být tvarováno podle potřeby. Badatelé rovněž vyvinuli postup, jak zvýšit tvrdost tohoto pozoruhodného materiálu, když změní použité nanočástice zlata.
Také je možné použít namísto zvoleného latexu jiný polymer, například polypropylen. Právě polypropylen přitom zkapalňuje při specifické teplotě, takže takové lehké zlato je pak možné „tavit“, i když je to při mnohem nižší teplotě než u běžného zlata. Změnou tvaru nanočástic zlata je zase možné dosáhnout barevné změny výsledného lehkého zlata. Když namísto nanodestiček použili kulovité nanočástice zlata, tak to propůjčilo lehkému zlatu fialový odstín.
Van 't Hagová s kolegy jsou přesvědčeni, že by se jich lehké zlato mohlo uplatnit především při výrobě šperků, hodinek a podobných doplňků. Je rovněž vhodné pro chemickou katalýzu, aplikace v elektronice, i pro technologie stínění před zářením. Stejný tým již dříve vyrobil nejlehčí zlato světa, které bylo možné položit na šlehačku a udrželo se tam. Tento materiál byl ale nestabilní a nepraktický. Lehké zlato by teď mohlo nalézt celou řadu možných aplikací.
Video: Ein 18-Karat-Nugget aus Plastik
Literatura
ETH Zurich 10. 1. 2020, Advanced Functional Materials online 10. 1. 2020.
Řetězy zlatých nanočástic vábí světlo
Autor: Stanislav Mihulka (30.10.2014)
Jak vyrobit nanočástice z krystalů zlata světlem?
Autor: Stanislav Mihulka (10.07.2016)
Nová syntetická forma zlata je lepší a zlatější, než přírodní verze
Autor: Stanislav Mihulka (07.07.2018)
Nejtenčí zlato světa má tloušťku pouhé 2 atomy
Autor: Stanislav Mihulka (20.08.2019)
Diskuze:
Zdá se, že autor neměl svůj den
Radim Polášek,2020-01-15 11:02:15
když psal tento článek. Nebo redigoval jeho překlad googlem.
Tak za prvé "lehké zlato" neboli plast plněný zlatým pigmentem nemůže v žádném případě fungovat stejně jako zlato v fyzikálních a chemických procesech.Fyzikálně třeba v případě použití polypropylenu má úplně odlišný bod tání. Chemicky, třeba v kyselinách v lučavce se nemůže rozpouštět úplně stejně jako zlato, protože podstatná složka té hmoty je plast. Připouštím, že pokud je plněn zlatým pigmentem dostatečně, může být takový plast elektricky vodivý a tak mít svoje specifická uplatnění. Podobně jako v zinkové barvě, kde je plnění práškovým zinkem tak vysoké, že výsledná nanesená vrstva je vodivá a tato barva tak může fungovat jako náhradní katodická antikorozní ochrana žárově zinkem pokovených ocelových povrchů na poškozených či opracovaných místech.
Za druhé hustota mědi nění 15 gramů na kubický centimetr, ale necelých 9 gramů. Kdyby byla 15 gramů, tak by myslivci stříleli střelami a broky z mědi jakožto nejtěžším snadno dostupným a relativně levným kovem. Ale oni používají olovo, které je se svými 11.38 gramy na kubický centimetr skutečně nejtěžší.
Za třetí Náhrada vody v gelu není chemický proces, ale fyzikální. Voda v gelu neni nijak, žádnými chemickými vazbami navázána na vlastní molekuly gelu, pouze vyplňuje volný prostor mezi částečkami gelu. Figuruje v tom tedy hlavně smáčivost vody či v další fázi alkoholu jednotlivých částeček gelu a dalších pevných slože, tedy pouze fyzikální vazby.
Re: Zdá se, že autor neměl svůj den
Radim Polášek,2020-01-18 10:00:21
Připouštím, že hustotou 15 gramů na kubický centimetr autor článku myslel hustotu 18 karátového zlata neboli slitiny zlata a mědi, ne hustotu mědi. Dle okolního kontextu by to tak mělo být, ale samotná věta je napsána nejednoznačně. Moje chyba a částečná omluva.
Není
Jaromír Kalhota,2020-01-14 07:35:20
Není všechno zlato co se třpytí.
Naši předci už asi měli zkušenosti s nano........
Libor Zak,2020-01-13 18:16:36
Tak zlaté šperky jsou v oblibě hlavně kvůli tomu, že jsou zlaté a že mají tím pádem poměrně slušnou hodnotu, která neklesá. Myslím, že až se pár slečen a dam informuje u zlatníka o reálné výkupní hodnotě obdrženého šperky, pár vztahů asi skončí a popularita pěnového zlata rychle zmizí.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
