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科学家创造新型黄金重量仅五分之一

2020-10-24 10:01 主页 来源:未知
科学家创造新型黄金重量仅五分之一



五年前,苏黎世联邦理工学院联邦技术研究所的研究人员开发了世界上最轻的黄金,这种黄金可以漂浮在卡布奇诺咖啡上,但是却很不稳定,无法进行实际应用。现在他们再次创造了一种新的黄金:18克拉轻质黄金,可用于手表,珠宝和电子产品。
 
喜欢金表和沉甸甸的黄金首饰的人们可能会对于这种新黄金很兴奋。他们想要的东西也许有一天会变得更轻,但却不会失去任何光泽。没有人愿意一直戴着沉甸甸的手表,即使它是真金做的。因为戴过一段时间,它会让人感觉不舒服和烦人。
苏黎世联邦理工学院的科学家们,创造出的这种新型黄金,重量是传统的18克拉黄金的五分之一到十分之一。传统的18克拉黄金混合物通常是四分之三的金和四分之一的铜,密度约为每15立方厘米15克。但这种新型轻质黄金的重量却大大减轻,它的密度只有每立方厘米1.7 g。尽管如此,它仍然是18克拉的黄金。这种神奇的轻盈是如何实现的呢?
 
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研究人员用蛋白质纤维和聚合物乳胶代替了金属合金元素,形成了一种嵌入金纳米晶体薄片的基质,此外这种轻质黄金还含有无数肉眼看不见的微小气孔。这一研究成果于2020年1月10日发表在《先进功能材料》杂志上。那么他们具体是如何创造新的轻质黄金的呢?
首先,他们将配料加入水中形成分散体。在加入盐使分散体变成凝胶后,接着用酒精代替其中的水。然后他们将醇凝胶放入压力室中,在压力室中,高压和超临界CO2使得醇和CO2气体能够混溶;压力释放后,就会变成一种均匀的蛛丝状状气凝胶。随后可以进一步加热,使塑料聚合物退火,从而将材料转化并压实成最终所需的形状,同时保持18克拉黄金的组成。
 
研究人员表示,这种黄金具有塑料的材料特性。如果一块轻质黄金掉在坚硬的表面上,听起来就像塑料落地。但它可以像金属黄金一样闪闪发光,而且可以抛光加工成所需的形状。
他们甚至可以通过改变黄金的成分来调整材料的硬度,还可以用其他塑料如聚丙烯来代替基质中的乳胶。由于聚丙烯在特定的温度下会液化,用它制成的“塑料黄金”可以模拟黄金的熔炼过程,但所需温度要低得多。
此外黄金纳米颗粒的形状可以改变材料的颜色: “纳米片”会产生黄金的典型闪光,而黄金的球形纳米粒子则使材料具有紫罗兰色。因此该方法可以让研究人员能够根据所需特性创造出定制的黄金。
尽管塑料金在制造手表和珠宝时特别适用,但它也同样适用于化学催化,电子应用或辐射屏蔽。研究人员已经为工艺和材料申请了专利。