Благодаря новой разработке стало возможным создание композитного материала на основе золота, который обладает пластичностью и блеском, характерными для этого драгоценного металла, но при этом значительно легче его самого.
«Поклонники роскошных золотых часов и броских ювелирных украшений найдут это весьма привлекательным, — сообщает пресс-релиз У Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) есть предмет особой страсти, который в будущем может стать значительно легче, сохранив при этом свой блеск. Местные ученые разработали уникальный композитный материал на основе драгоценного металла. Он обладает такими же эстетическими качествами и удобен в обработке, как и обычные золотые сплавы, но при этом легче.
Для производства золотых хронометров и ювелирных изделий обычно используется сплав, содержащий 3/4 золота и 1/4 меди, с плотностью примерно 15 г/см³. Новый полимер, разработанный ими, значительно легче: его плотность составляет всего 1,7 г/см³, при этом он сохраняет характеристики 18-каратного золота. Об этом ученые сообщают в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
Рафаэль Меззенга (Raffaele Mezzenga) и его соавторы создали этот композитный материал, объединив микроскопические, наноразмерные пластинки чистого золота с податливым и легким полистирольным матриксом. Процесс заключался в обработке водной суспензии исходных веществ солями, что приводило к формированию гидрогеля. Последующая промывка спиртом и удаление спирта под высоким давлением в атмосфере углекислого газа завершили формирование композита.
После формирования пористой структуры аэрогеля, ее подвергали воздействию высокой температуры для удаления летучих молекул, в результате чего получали пластичный композит. Подобие этого материала с пластиками ощутимо даже на слух – при падении золотого образца на стол слышен характерный звук. Кроме того, его можно отполировать и обработать для изготовления ювелирных изделий.
Авторы исследования отмечают, что изменение параметров производства и выбор различных полимеров позволяют создавать белково-золотые композиты с заданными характеристиками, такими как твердость и пластичность. Также, управление формой и размерами золотых наночастиц позволяет регулировать визуальные эффекты материала, придавая ему различные сверкающие оттенки: пластинчатые частицы обеспечивают классический желтый цвет, а наносферы – фиолетовый.
Помимо часового и ювелирного производства, эти композитные материалы могут быть востребованы и в других, более прикладных сферах. Разработчики утверждают, что они могут использоваться в противорадиационной защите для космических миссий, в качестве химических катализаторов и в электронике — там, где сегодня используется золото.