Pan de oro de un átomo de grosor: ¿¡cómo es posible!?
Desde la antigüedad, el pan de oro se ha utilizado en muchos ámbitos: en la pintura de iconos, la arquitectura, la artesanía, la fabricación de muebles, etc. El pan de oro se fabrica a partir de un pequeño lingote del metal precioso.
El pan de oro se empezó a fabricar en Egipto hace varios miles de años. Al cabo de un tiempo, la tecnología se extendió a otros países. Las hojas de oro pueden ser de distintas leyes. Pero las más comunes son de entre 22 y 24 quilates. El grosor del pan de oro no suele superar los 100 nanómetros, es decir, es muchas veces más fino que el papel. Es muy ligero y frágil, ya que las láminas se pegan entre sí con rapidez y se rompen si se manipulan sin cuidado. Por eso, trabajar con él requiere un cuidado especial.
Por cierto, si una vez en la tienda en la etiqueta de la composición de un producto ve el aditivo alimentario E175, no se apresure a devolverlo a la estantería. En la industria alimentaria, así es como se etiqueta el pan de oro.
Durante siglos, los joyeros buscaban la manera de dar al oro formas aún más singulares. Pero solo los científicos han sido capaces de hacerlo. Por fin, un moderno método químico ha permitido crear una lámina del metal precioso que es, literalmente, la más fina del mundo. Porque está formada por una sola capa de átomos.
El descubrimiento de los científicos suecos puede compararse en importancia con la aparición del grafeno, una modificación del carbono, cuyo espesor es también de un solo átomo. La capa más fina de oro, al igual que el grafeno, es un buen conductor de calor y electricidad.
Anteriormente, todos los intentos de obtener «grafeno de oro» fracasaban, porque las capas de metal precioso se pegaban entre sí. Además, las láminas de oro más finas tienen la propiedad de enrollarse, lo que hacía imposible su aplicación práctica.
Cabe señalar que antes los científicos de la Universidad de Leeds ya habían logrado crear una de las láminas más finas de oro, no colocada sobre un soporte de otros materiales. Pero era más gruesa: de dos átomos. No pudieron reducir el grosor a un solo átomo. Y los científicos suecos tuvieron suerte: la casualidad les ayudó.
Lars Hultman y Shun Kashiwaya, investigadores de la Universidad de Linköping, trabajaban en un proyecto que no tenía nada que ver: la creación de finas películas de cerámica conductora de la electricidad basadas en el complejo carburo de titanio y silicio. Sobre ellas se aplicaba una capa de oro, que debía servir de contacto, pero que, bajo la influencia de la temperatura, fue sustituyendo gradualmente a la capa de silicio en el carburo. Los científicos no se lo esperaban, pero decidieron aprovechar la oportunidad de trabajar con el nuevo compuesto.
Anteriormente, los intentos de retirar la lámina metálica bidimensional de la capa base, como se hace con el pan de oro habitual, daban como resultado que el metal se «pegaba» formando granos. Pero luego la suerte volvió a sonreír a los químicos: Hultman se topó con un método japonés para eliminar del acero las inclusiones de carburo, método que los científicos decidieron probar en su lámina de carburo de titanio y oro. En un intento de eliminar el exceso de capas de carbono y titanio, obtuvieron accidentalmente láminas completamente planas de metal precioso puro de un átomo de grosor, no fijadas en sustratos de otros materiales.
En la foto: representación esquemática de una lámina de oro de un átomo de grosor.
La lámina de oro más fina puede utilizarse en electrónica y química. Por ejemplo, las láminas de este metal precioso, de grosor de un átomo, pueden utilizarse para crear catalizadores muy utilizados en diagnósticos médicos, conversión de dióxido de carbono, producción de hidrógeno, sistemas de purificación de agua, etc.
Así pues, el oro se utiliza ampliamente en todos los ámbitos de la vida, y sus aplicaciones no hacen más que ampliarse. Incluso su teléfono tiene una partícula del metal precioso.
Dónde más se utiliza el pan de oro — descúbralo en nuestro artículo anterior:
Magnificencia dorada: hechos acerca del pan de oro
