原子级厚度镀金技术引发科学界的“淘金热”

材料科学领域的一个耀眼圣杯刚刚被实现：科学家们创造出了独立的、单原子层厚的金片。这项成就对于任何金属原子来说都是首创，金属原子似乎厌恶扁平状态，通常坚持聚集成液滴或颗粒。

这种新型单层金属（被称为“金烯”）背后的方法，可能会“扩展材料可能实现的边界”，瑞典林雪平大学的材料科学家、一项关于该技术的新研究发表在《自然·合成》 上的资深作者拉斯·胡尔特曼说。他补充说，金特别令人感兴趣，因为其纳米粒子已广泛应用于电子、光子学、传感、生物医学等领域。研究人员预计，金烯将展现其自身独特的、引人入胜的新特性，就像被称为石墨烯的单原子碳片一样。

这项最新的突破建立在之前的研究工作之上，在之前的研究中，胡尔特曼和他的同事将金原子嵌入到碳化钛硅中，方法是将材料的层状薄膜加热到约 670 摄氏度，导致金取代了部分硅。“好消息是，我们得到了只有原子厚度的金层，”胡尔特曼说。“坏消息是，它们被困在主体晶体内部。”

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经过多年的集思广益，思考如何在保持内部精细金片的同时去除基底材料外壳（称为剥离），胡尔特曼和他的同事们遵循了一条有希望的线索，即村上试剂，这是一种用于蚀刻日本刀和其他金属的百年历史技术中使用的溶液。但首次尝试使用该试剂“完全失败”，胡尔特曼说。黄金和基底材料不断溶解。

主要研究作者、林雪平大学的材料科学家顺·柏谷屋转向另一条“百年智慧”来寻找答案：一篇 1905 年的德语文章描述了该试剂的一种成分，即光活化氰化物，这表明在黑暗中应用该试剂可能是关键。柏谷屋说，在找到这个至关重要的线索后，“我立刻开始感到有希望，剥离可能在黑暗中奏效。”

他是对的：该团队成功生产出面积约为十分之一微米的独立金烯薄片。研究人员还证实，金烯比普通金具有更高的结合能；这应有助于扩展其催化或启动化学反应的能力。他们计划进一步探索金烯的特性，以及将其方法应用于其他金属的方法。

德雷塞尔大学的材料科学家尤里·戈戈齐（未参与这项研究）表示，这项新工作“为二维金属的开发和理解其特性提供了令人兴奋的前景”。他补充说，金烯“应该针对潜在的催化和其他应用进行研究”。