طلای ۱۸ عیاری که روی کف کاپوچینو شناور می‌ماند

به گزارش همشهری آنلاین، ایسنا به نقل از فیز نوشت: محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ سوییس (ETH)  با استفاده از یک ماتریس پلاستیکی به جای عناصر آلیاژ فلزی، یک طلای فوق‌العاده سبک ۱۸ عیار ساخته‌اند.

عاشقان ساعت‌های طلا و جواهرات سنگین از این خبر هیجان‌زده خواهند شد، چراکه ممکن است به زودی اشیای طلایی دلخواه آنها بدون کوچک‌ترین تغییری در درخشش و کیفیت بسیار سبک‌تر شود. به خصوص در مورد ساعت‌ها عنصر وزن می‌تواند تاثیرگذار باشد و تفاوت‌ ایجاد کند. هیچ‌کس نمی‌خواهد ساعتی سنگین روی مچ دست خود ببندد حتی اگر از طلای واقعی ساخته شده باشد، زیرا بعد از مدتی ناراحت‌کننده و آزاردهنده می‌شود. 

لئونی ون تهاگ، استاد مواد غذایی و مواد نرم، موفق شده است شکل جدیدی از طلا را تولید کند که وزن آن حدود ۵ تا ۱۰ برابر کمتر از طلای سنتی ۱۸ عیار است. 

آلیاژ سنتی طلای ۱۸ عیار معمولاً سه‌چهارم از طلا و یک‌چهارم از مس تشکیل شده و چگالی آن حدود ۱۵ گرم در سانتی‌متر مکعب است. این طلای سبک جدید ترکیب دیگری دارد و تراکم آن فقط ۱.۷ گرم در سانتی‌متر مکعب است در حالی که هنوز هم طلای ۱۸ عیار محسوب می‌شود. 

• این طلا چگونه به دست آمده است؟ 

ون تهاگ و همکارانش به جای استفاده از عنصر آلیاژ فلزی از فیبرهای پروتئینی و یک لاتکس پلیمری برای تشکیل یک ماتریس استفاده کردند که در آن دیسک‌های نازکی از نانوکریستال‌های طلا تعبیه شده بودند. ضمن این‌که این طلای سبک‌وزن دارای کیسه‌های هوایی بسیار کوچک و بی‌شماری است که با چشم دیده نمی‌شوند. 

محققان برای ساخت این طلای سبک ابتدا مواد مذکور را به آب اضافه می‌کنند و هم می‌زنند. پس از افزودن نمک برای تبدیل این محلول به ژل، آب موجود در آن را با الکل جایگزین می‌کنند. 

سپس آنها ژل الکل را درون یک محفظه فشار قرار می‌دهند جایی که فشارهای زیاد و یک جو پرشده از گاز ۲ CO باعث اختلال در غلظت الکل و گاز ۲ CO می‌شود. وقتی فشار آزاد می‌شود، همه‌چیز به یک چیز شبیه به یک پارچه بسیار نازک مانند هواژل (aerogel) تبدیل می‌شود. سپس می‌توان از گرما استفاده کرد تا پلیمرهای پلاستیکی بادوام شوند و بدین‌ترتیب مواد را تغییر داد و به شکل نهایی مورد نظر درآورد در عین حال که ترکیب ۱۸ عیاری را حفظ می‌کند. 

• ویژگی‌های طلای ساخته‌شده از پلاستیک

مازنگا، از محققان این مطالعه، می‌گوید: این طلا دارای خواص مواد پلاستیکی است. اگر قطعه‌ای از آن روی یک سطح سخت بیفتد، صدای پلاستیک می‌دهد، اما مانند طلای واقعی می‌درخشد و می‌تواند به شکل دلخواه صیقل داده شود. 

محققان حتی می‌توانند سختی مواد آن را با تغییر ترکیب طلا تنظیم کنند. آنها همچنین می‌توانند لاتکس موجود در ماتریس را با پلاستیک‌های دیگر مانند پلی‌پروپیلن جایگزین کنند. از آنجایی که پلی‌پروپیلن در دمایی خاص مایع می‌شود، طلای پلاستیکی ساخته‌شده با آن می‌تواند فرایند ذوب طلا را تقلید کند، اما تفاوت آن این است که این اتفاق در دماهای بسیار پایین‌تری نسبت به نقطه ذوب طلا رخ می‌دهد. 

علاوه بر این، شکل نانوذرات طلا می‌تواند رنگ مواد را تغییر دهد. نانو صفحه‌های کوچک (nanoplatelets) درخشش معمولی طلا را ممکن می‌کنند در حالی که نانوذرات کروی طلا ماده را به رنگ بنفش درمی‌آورند. 

مازنگا می‌گوید: رویکرد ما به عنوان یک قاعده کلی به ما امکان می‌دهد تقریباً هر نوع طلای مورد نظر خود را مطابق با خواص مورد نظر ایجاد کنیم. 

وی خاطرنشان می‌کند: در حالی که طلای پلاستیکی به طور خاص در ساخت ساعت و جواهرات مورد نیاز خواهد بود، اما برای کاتالیزور شیمیایی، کاربردهای الکترونیکی یا محافظت از اشعه نیز مناسب است. محققان متقاضی ثبت اختراع فرایند و مواد ابداعی خود هستند. 

این دانشمندان مدتی قبل نیز با ساخت سبک‌ترین طلای جهان نامی برای خودشان دست و پا کرده بودند؛ طلایی که وزن آن به حدی کم بود که می‌توانست روی یک فنجان کاپوچینو شناور بماند. 

مازنگا در این باره توضیح می‌دهد: این مواد بسیار ناپایدار بودند و امکان کار کردن با آنها وجود نداشت. این بار هدف اصلی ما ساخت یک طلای سبک‌وزن بود که بتوان آن را در اکثر کاربردهایی که امروزه در آنها از طلا استفاده می‌شود، پردازش و استفاده کرد.