轻如空气的新形状黄金

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　                  研究人员创造了新型泡沫状黄金。它是有史以来制备的最轻的贵金属形状：比传统形状轻一千倍，而且用肉眼几乎无法区分，并有许多潜在应用。

        

轻如空气的新形状黄金

        看起来难以置信：这些都是没有经过伪造的真实照片。

        例如，20克拉的泡沫状黄金比牛奶泡沫轻。

        (图片来源：苏黎世联邦理工学院Gustav Nystrm和RaffaeleMezzenga)

        一块20克拉黄金，如此的轻以至于不会在卡布奇诺中下沉，而且并不是在牛奶泡沫上漂浮-实际上，这个听起来难以置信的事情已经被苏黎世联邦理工学院的研究人员们做到。食品和软材料教授RaffaeleMezzenga领导的科学家们，制备了一种新型泡沫状黄金，三维的金网格主要由孔构成。它是有史以来制备的最轻金块。“这种所谓的气凝胶比传统黄金合金轻一千倍。比水轻，轻如空气，”Mezzenga说。
        这种新形状黄金很难通过肉眼与传统的金区分，这种气凝胶甚至具有金属光泽。但与传统形式相比，它很柔软并且手工可塑。其中98%是空气和只有2%是固体材料。而固体材料部分中，超过4/5是黄金，不到1/5是牛奶蛋白纤维。这对应于大约20克拉黄金。
        干燥过程是一项挑战
        首先通过加热牛奶蛋白质来制备纳米尺寸的细蛋白质纤维，即所谓的淀粉样蛋白纤维,然后科学家们把纤维放到金盐溶液中。利用这种方法，科学家们制备了这种多孔材料。蛋白质纤维交错形成基本结构，同时金结晶成小颗粒，形成凝胶状金纤维网络。
        “最大的一项挑战是如何干燥网络结构而不破坏它，”Mezzenga组内博士后兼《Advanced Materials》相关研究第一作者Gustav Nystrm解释道。利用空气干燥可能会损坏金的细微结构，科学家选择一种温和但费力的干燥过程，使用二氧化碳。在工艺过程教授Marco Mazzotti组内研究人员的帮助下，他们做到了。
        深红色的金
        选择的方法是新的，在制备气凝胶蛋白质结构的过程时，金颗粒直接结晶(并不是添加一种现有支架)。该方法最大的优点是，很容易获得均匀金气凝胶，完美地模仿了金合金。
        这种制备技术也为科学家们提供了很多可能性，以一种简单的方式影响黄金的特性。“黄金的光学性质强烈地依赖于金颗粒的尺寸和形状，”Nystrom说。“因此，我们甚至可以改变颜色的材料。当我们改变反应条件使黄金不结晶成微粒子，而是更小的纳米粒子，会变成深红色的金。”通过这种方法，科学家们影响地不仅是颜色，而且像吸收和反射的光学特性。
        这种新材料可被用在许多需要使用黄金的应用，Mezzenga说。物质的特性，包括它更轻的重量、更少的材料需求以及多孔结构具有优势。应用于手表和珠宝只是一种可能性。科学家展示的其他应用是化学催化：因为高度多孔的材料具有巨大的表面，依靠金的化学反应可以非常有效地运行。这种材料也可被应用在光吸收或反射。最后，科学家也展示了如何利用它制造压力传感器。“在正常大气压下，材料中单独金粒子不会接触，金气凝胶不导电，”Mezzenga解释道。“但是当压力增加，同时材料被挤压时，粒子接触使材料导电。”
    来源：新材料在线