五年前,苏黎世联邦理工学院联邦技能研究所的研究人员开发了世界上最轻的黄金,这种黄金可以漂浮在卡布奇诺咖啡上,可是却很不稳定,无法进行实践使用。现在他们再次发明了一种新的黄金:18克拉轻质黄金,可用于手表,珠宝和电子科技类产品。
喜爱金表和沉甸甸的黄金首饰的人们可能会关于这种新黄金很振奋。他们想要的东西或许有一天会变得更轻,但却不会失掉任何光泽。没有人乐意一向戴着沉甸甸的手表,即便它是真金做的。因为戴过一段时间,它会让人感觉不舒服和烦人。
苏黎世联邦理工学院的科学家们,发明出的这种新式黄金,分量是传统的18克拉黄金的五分之一到十分之一。传统的18克拉黄金混合物通常是四分之三的金和四分之一的铜,密度约为每15立方厘米15克。但这种新式轻质黄金的分量却大大减轻,它的密度只要每立方厘米1.7 g。虽然如此,它仍然是18克拉的黄金。这种奇特的轻盈是怎么完成的呢?
研究人员用蛋白质纤维和聚合物乳胶替代了金属合金元素,构成了一种嵌入金纳米晶体薄片的基质,此外这种轻质黄金还含有很多肉眼看不见的细小气孔。这一研究成果于2020年1月10日宣布在《先进功用资料》杂志上。那么他们详细是怎么发明新的轻质黄金的呢?
首要,他们将配料参加水中构成分散体。在参加盐使分散体变成凝胶后,接着用酒精替代其间的水。然后他们将醇凝胶放入压力室中,在压力室中,高压和超临界CO2使得醇和CO2气体可以混溶;压力开释后,就会变成一种均匀的蛛丝状状气凝胶。随后可以进一步加热,使塑料聚合物退火,然后将资料转化并压实成终究所需的形状,一起坚持18克拉黄金的组成。
研究人员表明,这种黄金具有塑料的资料特性。假如一块轻质黄金掉在坚固的表面上,听起来就像塑料落地。但它可以像金属黄金相同闪闪发光,并且可以抛光加工成所需的形状。
他们还可以经过改动黄金的成分来调整资料的硬度,还可以用其他塑料如聚丙烯来替代基质中的乳胶。因为聚丙烯在特定的温度下会液化,用它制成的“塑料黄金”可以模仿黄金的熔炼进程,但所需温度要低得多。
此外黄金纳米颗粒的形状可以改动资料的色彩: “纳米片”会发生黄金的典型亮光,而黄金的球形纳米粒子则使资料具有紫罗兰色。因而该办法可以让研究人员可以依据所需特性发明出定制的黄金。
虽然塑料金在制作手表和珠宝时特别适用,但它也相同适用于化学催化,电子使用或辐射屏蔽。研究人员现已为工艺和资料申请了专利。