Forgyldte mysterier afsløret:Gammel kunst møder nanoteknologi i guldslag på nanoskala
Guldslåning, et ældgammelt håndværk, der blev banebrydet af antikke egyptiske håndværkere for mere end fem årtusinder siden, involverer omhyggelig udtynding af bulkguld til gossamer-lignende blade. Gennem historien har denne indviklede proces udsmykket forskellige mesterværker, såsom gravene i Theben og Saqqara, og har cementeret sin plads i kunst og udsmykning på tværs af kulturer.
I dag bruges guld i nanoskala ikke kun til at dekorere smarte desserter, men er uundværligt til moderne anvendelser lige fra mikroelektronik til nanomedicin.
For at bygge bro mellem ældgammel kunst og moderne teknologi har forskere fra University of South Florida, Clemson University og University of Illinois i Urbana-Champaign opdaget, at selv nanoskopiske guldbarrer kan komprimeres til 2D-blade, hvilket replikerer den ældgamle proces med guldslag, men på nanoskala.
"Vi var fascineret af ideen om at låne gammelt håndværk til moderne nanofremstillingsprocesser," sagde forsker Michael Cai Wang, assisterende professor i Mechanical Engineering ved USF. "Evnen til at fremstille 2D tynde film fra nanopartikler åbner nye grænser inden for nanoteknologi og materialevidenskab, efterhånden som vi søger grønne måder at konstruere guld ved USF."
Forskernes nyligt publicerede artikel i PNAS Nexus , "Nanoscale Goldbeating:Solid-State Transformation of 0D and 1D Gold Nanoparticles to Anisotropic 2D Morphologies," udforsker og giver indsigt i verden af metallisk deformation i nanoskala og 2D-bladdannelse. Den forståelse, der er opnået fra denne undersøgelse, kan føre til udviklingen af en bred palet af nanokrystaller og nanometaller, der banede vejen for spændende fremtidige anvendelser inden for vedvarende energi, kvantecomputere og nanomedicin.
"Begyndelsen af denne solid-state 2D-transformationsteknik er blot udgangspunktet. Dens alsidighed strækker sig ud over guld, hvilket gør den anvendelig til en bred vifte af materialer," sagde Md Rubayat-E Tanjil, en USF doktorgradskandidat i Mechanical Engineering og en første forfatter på dette papir. "Når vi deler vores resultater med det videnskabelige samfund, forventer vi ivrigt at fremme vores forståelse af metallisk deformation på nanoskala og afsløre ny videnskab."
Undersøgelsen afslørede, at de inducerede 2D-morfologier af guldbladene var afhængige af forskellige faktorer, herunder precursor-nanopartiklernes oprindelige form, størrelse og rækkefølge før deres kompression. På grund af guldets formbarhed har denne nanofremstillingsteknik potentialet til præcist at kontrollere 2D-guldbladets form, laterale størrelse og tykkelse, hvilket åbner op for nye veje i forskellige applikationer.
"Den indsats, vi gjorde for at opnå en ensartet komprimering af nanokrystaller i stort område, gav pote i sidste ende," sagde Keegan Suero, en Mechanical Engineering junior og USF S-STEM Scholar, som har arbejdet i Wangs laboratorium gennem hele sine bachelorstudier. "Jeg er begejstret for at være en del af denne bemærkelsesværdige indsats, og selvfølgelig er der et væld af videnskab, der endnu ikke skal graves frem."
Med konvergensen mellem gammelt kunstnerskab og nanoteknologi udvider denne undersøgelse ikke kun vores forståelse af materialer i nanoskala, men viser også guldets tidløse tiltrækningskraft og dets betydning for at forme vores fortid, nutid og fremtid.
Flere oplysninger: Md Rubayat-E Tanjil et al, Nanoscale goldbeating:Solid-state transformation af 0D og 1D guld nanopartikler til anisotrope 2D morfologier, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad267
Journaloplysninger: PNAS Nexus
Leveret af University of South Florida
Varme artikler
-
Ny undersøgelse afslører ny teknologi til plasmaseparation ved hjælp af magneterFigur 1. (A) En skematisk illustration af den mikrofluidiske enhed til blodplasmaseparation ved hjælp af diamagnetisk frastødning af blodceller. (B) Et billede, der viser røde blodlegemer diamagnetisk -
En alsidig, ren og effektiv måde at forbedre udbredt anvendelse af carbon nanorør(PhysOrg.com) - Forskere ved Imperial College London har udviklet en alsidig, praktisk og effektiv metode til aktivering af steder på overfladen af carbon nanorør (CNTer) og efterfølgende binding af -
Nu ser du det:Real-space observation af proton-tunneller med mange kroppe i vand-nanoklusterKiralitetskift af en H2O tetramer. en, Skematisk viser manipulation af tetramerens chiralitet med en Cl-afsluttet spids. Til venstre:tetrameren forbliver i urets tilstand (CS), når spidsen er langt væ -
Enestående nanosensorarkitektur baseret på usædvanlige punkter(L-R):Boubacar Kanté og Ashok Kodigala. Kredit:University of California - San Diego Forskere fra University of California San Diego har udviklet et nyt design til en kompakt, ultrafølsom nanosenso
- Augmented reality sandkasse viser, hvordan tyngdekraften fungerer
- Sollys og de rigtige mikrober omdanner arktisk kulstof til kuldioxid
- Hvad gør et pattedyr til et pattedyr? Vores rygsøjle, siger videnskabsmænd
- Fyringer udløser uenighed i Google -rækker
- Belysning af nanostrukturer i praktiske heterogene katalysatorer
- Den europæiske regulator opfordrer bankerne til at vurdere klimarisici