En 18 karat guldklump lavet af plastik

ETH-forskere har skabt et utroligt let 18-karat guld, ved hjælp af en matrix af plast i stedet for metalliske legeringselementer.

Elskere af guldure og tunge smykker vil blive begejstrede. Objekterne for deres begær kan en dag blive meget lettere, men uden at miste noget af deres glimmer. Især med ure, en lille mængde vægt kan gøre hele forskellen. Ingen ønsker at bære et tungt ur om håndleddet, også selvom den er lavet af ægte guld. Efter en tid, det bliver ubehageligt og irriterende.

Tidligere postdoc i ETH-laboratoriet ledet af Raffaele Mezzenga, Professor i fødevarer og bløde materialer, Leonie van 't Hag vil skabe en ny form for guld, der vejer omkring fem til ti gange mindre end traditionelt 18-karat guld. Den konventionelle blanding er normalt tre fjerdedele guld og en fjerdedel kobber, med en densitet på ca. 15 g/cm ³ .

Det er ikke sandt for denne nye letvægtsguld:dens massefylde er kun 1,7 g/cm ³ . Og ikke desto mindre er det stadig 18 karat guld. Hvordan blev denne mirakuløse lethed opnået? I stedet for et metallegeringselement, van 't Hag, Mezzenga og kolleger brugte proteinfibre og en polymerlatex til at danne en matrix, hvori de indlejrede tynde skiver af guld nanokrystaller. Ud over, det lette guld indeholder utallige små luftlommer, der er usynlige for øjet. Forskernes undersøgelse af denne proces er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer .

Sådan skaber forskerne det nye letvægtsguld:først, de tilføjer ingredienserne til vand og skaber en dispersion. Efter tilsætning af salt for at gøre dispersionen til en gel, derefter erstatter de vandet i det med alkohol.

Derefter placerer de alkoholgelen i et trykkammer, hvor høje tryk og en superkritisk CO ₂ atmosfæren gør det muligt at blande alkoholen og CO ₂ gas; når trykket slippes, alt gør det til en homogen gossamer-lignende aerogel. Der kan efterfølgende påføres varme for at udgløde plastpolymererne, dermed transformere materialet og komprimere til den endelige ønskede form, alligevel bevare 18 karat sammensætningen.

Egenskaber af et plastemne

"Dette guld har materialets egenskaber som en plastik, " siger Mezzenga. Hvis et stykke af det falder på en hård overflade, det lyder som plastik. Men det glimter som metallisk guld, og kan poleres og bearbejdes til den ønskede form.

Forskerne kan endda justere hårdheden af ​​materialet ved at ændre sammensætningen af ​​guldet. De kan også erstatte latexen i matrixen med anden plast, såsom polypropylen. Da polypropylen bliver flydende ved en bestemt temperatur, "plastikguld" lavet med det kan efterligne guldsmeltningsprocessen, dog ved meget lavere temperaturer. Desuden, formen på guldnanopartiklen kan ændre materialets farve:"nanoplader" producerer guldets typiske shimmer, mens sfæriske nanopartikler af guld giver materialet en violet nuance.

"Som hovedregel vores tilgang lader os skabe næsten enhver form for guld, vi vælger, i overensstemmelse med de ønskede egenskaber, " siger Mezzenga.

Guld til urmageri og elektronik

Mezzenga påpeger, at mens plastikguldet vil være særligt efterspurgt i fremstillingen af ​​ure og smykker, den er også velegnet til kemisk katalyse, elektronikapplikationer eller strålingsafskærmning. Forskerne har søgt patent på både processen og materialet.

Mezzengas videnskabsmænd havde allerede skabt sig et navn for noget tid siden med det letteste guld i verden – guld, der vejede så lidt, at det kunne flyde oven på cappuccinoskum. "Men materialet var for ustabilt og kunne ikke bearbejdes. Denne gang satte vi os det klare mål at skabe et letvægtsguld, der også faktisk kan bearbejdes og bruges i de fleste af de applikationer, hvor guld bruges i dag" siger Mezzenga.