前世紀の日本の鍛冶屋と今日のスウェーデンの研究者の共通点は何でしょうか?どうやら何もないようだ。日本古来の鍛造技術と最先端の合成技術の出会いがあってこそ、「ゴールデンこれは金の未来に革命をもたらす可能性のある素材です。原子1個ほどの薄さでありながら半導体の性質をもつ、新しい「二次元金」。その間 ここに研究をリンクさせていただきます。
2次元の金づくりへの挑戦
科学者たちは長年にわたり、原子1個分の厚さの金のシートを作ろうと試みてきたが、金属が凝集する傾向に常に悩まされてきた。現在、研究者たちは、 LinköpingUniversity、によって駆動 柏谷俊 e ラース・ハルトマン、彼らはこの課題に直面しても諦めませんでした。彼らの成功の鍵は？直感、忍耐力、そして…ひとつまみの幸運の組み合わせ。
研究者が、と呼ばれる導電性材料を研究していたときにすべてが始まりました。 炭化チタンとシリコン、シリコンが薄い層に配置されています。この材料を金でコーティングして電気接点を作成するというアイデアがありました。しかし、チームがコンポーネントを高温にさらしたところ、予期せぬことが起こりました。 シリコン層は基材内の金に置き換えられています。 として知られるこの現象 インターカレーション、炭化チタンと金の創造につながりました。研究者たちは何年もの間、金を二次元シートに「抽出」する方法を理解せずにこの材料を研究してきました。
まったくの偶然で、ラース・ハルトマンが日本の職人が1世紀以上にわたって使用してきた手法に出会うまでは。
問題のメソッドは「」と呼ばれます。村上試薬」と呼ばれており、日本の鍛造技術において、炭素残留物をエッチングして鋼の色を変えるために、たとえばナイフの製造などで使用されています。しかし、鍛冶屋の正確なレシピを炭化チタンや金に直接適用することはできませんでした。柏屋氏は、1 日から数か月にわたり、さまざまな試薬濃度とエッチング時間を実験する必要がありました。
何度も試みた結果、研究者らは鍵となるのは次のことであることを発見しました。 低濃度の試薬を長期間保管します。 しかし、それでも十分ではありませんでした。 切開は暗闇の中で行われなければならなかった光が反応するとシアン化物が発生し、金が溶解してしまうからです。また、二次元金シートのカールを防ぐために、シートを分離して安定化させる長い分子である界面活性剤を添加する必要がありました。すべてクリアですか？分かった分かった。 もっと簡単だったら、もっと早く発見できただろうに。
Goldene、ユニークな特性と潜在的な用途
前述したように、この長いプロセスの結果は、 黄金のもの。ゴールデンだよ、みんな。将来に影響を与えると思われる用語を扱うのは素晴らしいことです。これは、多くの技術分野にも革命をもたらす可能性のある材料です。実際、その二次元構造のおかげで、 金は半導体特性を獲得します、2つの無料ボンドがあり、非常に多用途になります。
Goldene の潜在的な用途には次のようなものがあります。 二酸化炭素の変換, 水素を生成するための触媒 付加価値のある化学物質、 水の浄化 e 電気通信。さらに、この材料のおかげで、現在の用途に必要な金の量を大幅に削減でき、経済的および環境的メリットがもたらされます。リンシェーピング大学の研究者たちは、他の貴金属でも同様の結果が得られるかどうかを理解し、この驚異的な材料のさらなる将来の用途を特定することにすでに取り組んでいます。
ゴールデンからの科学的偶然の教訓
ゴールデン発見の物語は、この新素材の可能性だけでなく、科学研究のプロセスについて私たちに何を教えてくれるかという点でも興味深いものです。多くの場合、優れたイノベーションは、予期せぬ組み合わせ、まったく異なるものに取り組んでいるときに得られる洞察、またはアプリケーションの応用から生まれます。 古代の知識から非常に現代的な問題まで。
それはセレンディピティです、自分の研究分野からはかけ離れているように見えるアイデアや手法の可能性を認識する広い心と謙虚さを持っていれば、ほぼ偶然に重要な発見につながる幸運な偶然が得られます。これはリンシェーピング大学の研究者に起こったことであり、彼らは日本古来の鍛造技術によってもたらされた機会を利用して、材料科学の最先端の問題を解決することができました。
バンザイ！
