ETH Zurich’den bilim insanlarının ürettiği, 20 karat altın içeren gerçek saf altın parçacığı o kadar hafif ki, kapuçino içerisinde batmıyor ve hatta süt köpüğü üzerinde durabiliyor.

Advanced Materials’de yayımlanan çalışmada, ETH Zurich’den profesör Raffaele Mezzenga’nın başında bulunduğu araştırmacılar, altından yeni bir köpük türü elde ettiler. Üç boyutlu örgü yapıda olan bu altın türü çoğunlukla deliklerden oluşuyor. Geliştirilen bu altın, şu ana kadar ki üretilmiş en hafif saf altın parçası olma özelliğini taşıyor. Mezzenga’nın belirttiğine göre; köpük ya da aerojel denen bu yapı, konvansiyonel altın alaşımlarından bin kat daha hafif. Ayrıca, bu yapı aynı zamanda sudan da daha hafif ve hatta neredeyse hafifliğini hava ile kıyaslayabiliriz.

Geliştirilen bu yeni altın formunu, konvansiyonel altından çıplak göz ile ayırt etmek oldukça zor- aerojel aynı zamanda metalik parlaklığa da sahip. Fakat, konvansiyonel formuna kıyasla yumuşak ve el ile kolaylıkla şekil verilebiliyor. Bu malzemede 98 parça hava ve 2 parça katı malzeme bulunuyor. Katı malzemenin içerisinde 5’te 4’ten fazla altın ve 5’te 1’inden az süt proteini iplikçiği bulunuyor. Malzemenin son şekli bu haliyle yaklaşık olarak 20 karat altına denk geliyor.



Kurutma işlemi 

Bilim insanları delikli malzemeyi geliştirirken ilk olarak süt proteinlerini nanometre inceliğinde protein lifleri üretmek için ısıttılar- bu lifler amiloyit iplikçikler olarak da bilinir. Bilim insanları daha sonra bu lifleri altın tuzu çözeltisinin içerisine yerleştirdiler. Bu işlem sonrasında protein lifleri kendilerini ağ gibi bazik bir yapıda ördüler ve altın kendiliğinden küçük parçalara kristalleşmiş oldu. Bu durum, jel benzeri altın lif bağlantısı ile sonuçlandı.

Buradaki en zor işlemlerden birisi ise, bu malzemenin ağ yapısının zarar görmeden kurutulmasıydı. Hava ile kurutma işlemi ince altın yapısına zarar verebilirdi. Bu sebeple araştırmacılar, zahmetli kurutma sürecini karbon dioksit kullanarak gerçekleştirdiler.

Koyu-kırmızı altın

Araştırmada seçilen yöntem, altın parçacıklarının aerojel protein yapı üretme süreci içerisinde doğrudan kristalleştirildiği için ve örneğin hali hazırda var olan bir yapı iskelesi eklenmediği için, yeni bir yöntem olma özelliği taşıyor. Araştırmadaki yöntem, homojen altın aeorjeli elde etmek için büyük bir avantaj sağlıyor.

Üretim tekniği aynı zamanda, altının özelliklerinin basit ve incelikli bir şekilde etkilenebilmesini sağlayan sayısız olanak sunuyor. Araştırmacılardan Gustav Nyström’ün belirttiğine göre; altının optik özellikleri güçlü bir şekilde altının parçacıklarının büyüklüğüne ve şekline bağlıdır. Bundan dolayı malzemenin rengini bile değiştirmek mümkündür. Eğer reaksiyon koşulları değiştirilip altının mikroparçacıklara kristalleşmesi yerine daha küçük nanoparçacıklara kristalleşmesi sağlanırsa, koyu kırmızı altın elde etmek mümkün.

Mezzenga’ya göre, geliştirdikleri yeni altın formu, şuanda altının kullanıldığı uygulamaların birçoğunda kullanılabilir. Maddenin küçük, hafif ve delikli yapıya sahip olması gibi özelliklerinden dolayı birçok avantajı olabilir. Saatler ve takılarda kullanılabilecek olması yalnızca uygulama alanlarından birisi. Aynı zamanda, bu malzeme, altın gereken kimyasal reaksiyonların oldukça verimli bir şekilde gerçekleşmesini sağlayabilir- deliki yapısından dolayı malzemenin yüzey alanı oldukça büyük ve bu da kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesindeki etkiyi arttırıyor. Bu malzeme aynı zamanda ışığın absorbe edilmesi ya da yansıtılması için de kullanılabilir. Son olarak da, bilim insanlarının da gösterdiği gibi, basınç sensörleri üretiminde kullanılabilir. Mezzenga’ya göre: ‘’ Normal atmosfer basıncı altında, malzeme içerisindeki altın parçacıkları birbirine temas etmediğinden, altın aerojel elektriği iletmiyor. Fakat, basınç arttığında malzeme sıkışıyor ve altın parçacıkları da birbirlerine temas ediyorlar. Bu da malzemenin iletken olmasını sağlıyor.’’

 

---

İlgili Makale: Gustav Nyström, María P. Fernández-Ronco, Sreenath Bolisetty, Marco Mazzotti, Raffaele Mezzenga. Amyloid Templated Gold Aerogels. Advanced Materials, 2015; DOI: 10.1002/adma.201503465

---