La più sottile lamina d’oro esistente: come e a quale scopo?

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Leeds è riuscito nella creazione di una “lamina” d’oro dallo spessore di soli 0,47 nanometri. Questo spessore, per dare un ordine di grandezza, è circa 200.000 volte minore di quello di un capello umano.

I ricercatori sono stati spinti a questa impresa dalla crescente importanza che rivestono i nanomateriali 2D (come il grafene) per le loro applicazioni nei settori dell’elettronica e della meccanica, grazie alle loro proprietà di superficie. Questi nanomateriali 2D a base metallica, inoltre, sono di importanza cruciale per applicazioni di catalisi, ad esempio, perché la loro natura ultrasottile garantisce un elevatissimo rapporto area su volume. Questo garantisce l’abbondanza di siti cataliticamente attivi e la loro facile accessibilità.

Processo di produzione

Per la produzione di questo nanomateriale è stata inizialmente preparata una soluzione acquosa di HAuCL4 (acido cloroaurico) e Na3C6H5O7 (citrato di sodio). Questa è stata aggiunta ad una soluzione acquosa di Methyl Orange. La soluzione ottenuta è stata mantenuta a temperatura costante per 12 ore e i prodotti di reazione sono stati recuperati tramite centrifuga.

Le analisi TEM (microscopio elettronico a trasmissione) hanno mostrato la formazione di una nanostruttura 2D con una forma ad “alga marina”. L’analisi di diverse nanostrutture dimostra inoltre che queste hanno una dimensione frattale simile tra di loro, con valori nel range che varia tra 1.69 e 1.78.

L’analisi XRD mostra un picco dominante a 38,2 °, rivelando i cristalli d’oro a facce centrate orientati a <111> come principali costituenti della nanostruttura.

Possibili applicazioni dell’oro

Le nanostrutture d’oro create mostrano prestazioni catalitiche spiccate verso la riduzione del 4-nitrofenolo (un composto fenolico nocivo) e la decomposizione di H2O2. È stato anche dimostrato che queste nanolamine possono essere facilmente sfruttate nei sistemi sensoristici che imitano le perossidasi (enzimi che catalizzano reazioni nella forma ROOR’ + elettrone donatore (2 e-) + 2H+ ⇌ ROH + R’OH), ad esempio per il rilevamento colorimetrico di H2O2.