Швейцарские ученые впервые смогли получить золото 750-ой пробы (18 карат) на основе полимерной матрицы, которое обладает всеми необходимыми для использования в производстве свойствами. Полимерный «сплав» может вытеснить металлический в изготовлении ювелирных украшений, часов и электроники — он легче металлического почти в 10 раз, при этом достаточно прочен, чтобы не ломаться при бытовых нагрузках. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
Ученые умеют получать облегченное золото несколькими способами. Например, можно создать нанопористое золото — материал, имеющий пенную структуру с порами величиной порядка нанометра. Однако, механические свойства таких форм драгоценного металла оказываются непригодными для практического использования.
Команда ученых из Цюриха по руководством Леони Ван Тага (Leonie van ’t Hag) выделила три основных критерия, которым обязан удовлетворять 18-каратный полимерный «сплав» золота для применения его в производстве. Материал должен обладать прочной матрицей (противостоять механическим воздействиям), малой плотностью (не выше плотности алюминия) и типичным для 18-каратного сплава золота блеском.
Прочность «сплава» и его малая плотность были обеспечены применением матрицы из латекса полистирола, в которую были интегрированы монокристаллы золота. Для выращивания монокристаллов из ионов золота ученые использовали бета-лактоглобулин — основной сывороточный белок молока. Процесс происходит в воде при температуре 60 градусах Цельсия на протяжении 16 часов. После получения кристаллов в воду добавляют полимер, затем — соль для формирования геля. Воду заменяют на спирт и производят высушивание геля углекислым газом. Обжигание латекса полистирола при 105 градусах (выше температуры стеклования) завершает процесс.
Стадии производства материала
Leonie van ’t Hag et al. / Advanced Functional Materials, 2020
Снимки материала, сделанные электронным сканирующим микроскопом
Leonie van ’t Hag et al. / Advanced Functional Materials, 2020
От редактора
Ученые утверждают, что плотность, мягкость и даже цвет создаваемого материала можно изменять в зависимости от задачи. Такая универсальность метода изготовления и малый вес материала обязательно заинтересуют производителей ювелирных украшений, наручных часов, да и просто тех, кто использует сплавы золота в своем производстве.
Олег Макаров