Gli studi in merito a nuovi materiali ancora più rivoluzionari di quanto si sia fatto storicamente ha sempre affascinato tutti, specie chi vuole sognare la possibilità di costruire con materiali ancora più proiettati al futuro. Il grafene è stato a lungo considerato un materiale di enorme valore, il “materiale divino”. Composto da carbonio puro, è 200 volte più resistente dell’acciaio strutturale ed è estremamente leggero e flessibile, inoltre è un conduttore superiore al rame. Per questo si ipotizza che possa essere il materiale chiave per realizzare batterie per auto elettriche. Oppure c’è dell’altro?
La sintesi e l’adattabilità, però, presentano diverse difficoltà. Gli scienziati dell’Università di Linköping in Svezia hanno scoperto praticamente per caso un nuovo materiale utile alla produzione di idrogeno verde. Si chiamerebbe goldeno, o grafene dorato.
“Quando crei un materiale estremamente sottile, accadono cose straordinarie, come avviene con il grafene. Lo stesso vale per l’oro. Normalmente l’oro è un metallo, ma se lo riduci a uno strato di un solo atomo, può diventare un semiconduttore,” spiega Shun Kashiwaya, ricercatore presso la Divisione di Design dei Materiali dell’Università di Linköping e primo autore dello studio. I ricercatori dell’Università di Linköping sono riusciti per la prima volta a sintetizzare “fogli” d’oro dello spessore di un solo atomo. Il nuovo materiale è stato chiamato goldeno ma la scoperta non era intenzionale.
Avvengono così le magie della scienza. “Avevamo creato il materiale di base pensando ad applicazioni completamente diverse,” spiega Lars Hultman, professore di fisica. “Abbiamo iniziato con un carburo di silicio di titanio, una ceramica elettricamente conduttiva con strati sottili di silicio. L’idea era di rivestire il materiale con oro per creare contatti. Tuttavia, esponendo il componente ad alte temperature, lo strato di silicio è stato sostituito dall’oro all’interno del materiale di base”.
Le nanoparticelle d’oro sono di grande interesse per ambiti come l’elettronica, la fotonica, il rilevamento e la biomedicina. Recenti studi hanno dimostrato come i catalizzatori a nanoparticelle d’oro possono convertire i rifiuti di plastica e la biomassa in sostanze chimiche di valore aggiunto, ma soprattutto lavorare molto bene per la scissione fotocatalitica dell’acqua per la produzione di idrogeno e purificare l’acqua.
L’oro incorporato tra strati di titanio e carbonio può facilitare la produzione di idrogeno verde. I prossimi passi dei ricercatori si spingeranno verso l’esplorazione di metodologie simili per creare fogli 2D di altri metalli nobili e, quindi, andranno a identificare eventuali future applicazioni di questi materiali.