科学家们创造了一种称为金烯的单原子厚的金片，这种新材料类似于众所周知的石墨烯Linköping大学薄膜物理学教授、研发人员之一Lars Hultman表示：“这是首次展示2D单原子层金属板。”。

金对许多电子技术至关重要，但与具有独特物理和化学性质的微米或纳米级结构相比，金的体结构表现出不同的行为。“因此，最薄的2D金，金烯，可能具有新的有用性质，”Hultman补充道。

研究人员多年来一直试图创造出金烯，但之前的成功仅限于几个原子厚的独立层或必须限制在特定模板中的单层。

林雪平大学材料设计部研究员、该研究的另一位作者Shun Kashiwaya解释说：“碳与金属不同，喜欢形成原子薄片。”。因此，石墨烯很容易从石墨中剥离出来，石墨由一系列堆叠的平行层组成，层间结合较弱。相比之下，包括金在内的金属有结块的倾向，很难将其压平

这一突破的关键是一种三维基材，金嵌入在钛和碳层之间。科学家们从一种称为钛硅碳化物（Ti_三碳化硅₂)它的结构像一堆薄片。他们使用一种称为插入的过程，将金原子引入这些层中，使其适合于薄板之间。这种新的排列产生了一种新型化合物Ti_三AuC公司₂，这是在之前的研究中报告的，由于其结构中存在金，因此具有独特的性质。

这为进一步的实验奠定了基础。Kashiwaya解释说：“Hultman遇到了日本铁匠使用的一种百年历史的方法，称为村上春树试剂，该方法用于蚀刻钢中的碳化物残留物，但黄金相对惰性。”。“我们还意识到蚀刻必须在黑暗中进行，因为光线（甚至室内光线）会诱导氰化物的形成，氰化物会溶解试剂中的金。”

“然而，我们观察到，在Ti剥离过程中，金层有卷曲和聚集的趋势_三AuC公司₂”他继续说道。“为了保持金烯片的完整性，我们为蚀刻设计了一种独创的表面活性剂方案，使金烯稳定。”

纳米涂层陶瓷，如Ti_三碳化硅₂，称为MAX相，其中“M”表示过渡金属（如本例中的钛），“a”表示元素（如金），“X”表示碳或氮。这些材质通常用作创建二维MXenes的模板，这是一类具有独特属性的分层材质。

Kashiwaya说：“MXenes本身就是重要的2D材料，可以通过蚀刻层来合成。”。目前生产金烯的方法颠倒了这一概念，以将非原子厚度的金烯层从MX层中释放出来。“我们通过蚀刻Ti来释放金烯_三C类₂Ti层_三AuC公司₂，”Kashiwaya补充道。

科学家们表示，他们正在努力提高能够回收的金片的尺寸——目前，他们可以生产面积上限为200纳米的金片——并且正在努力提高产量，因为目前并非所有的金片都能从蚀刻溶液中回收。

Goldene的潜在应用包括二氧化碳转换，制氢选择性生产增值化学品、水净化和开发先进传感器。但该团队的提取方法不仅限于黄金。

Hultman说：“我们开发的方法非常简单，而且可以扩展。”。“它也可能适用于生产其他2D贵金属，如铱和铂。[……]未来似乎是金色的。”

参考文献：Shun Kashiwaya、Lars Hultman等人。，含单原子层金的金烯的合成《自然合成》（2024）。数字对象标识码：10.1038/s44160-024-00518-4

特征图片：实验室里的拉尔斯·霍特曼和顺·卡西瓦亚图片提供者：奥洛夫·普兰塔贝尔