Удивительно простой механизм создания материала позволяет целенаправленно изменять его окраску и оптические свойства.
Это может показаться фокусом или оптическим обманом: сверху на чашке с капучино плавает золотой самородок. Молочная пена под металлом даже не разошлась. Это же невозможно, потому что благородный металл, как правило, тяжелый! Но в лаборатории во главе с Рафаэлем Мезенгою (Raffaele Mezzenga) и его коллегами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха золото плавающей воспринимают вполне серьезно.
Именно здесь удалось разработать новый вид пенопласта из золота. Невооруженным глазом не заметишь никакой разницы между золотом-аэрогелем и настоящим металлом, он даже блестит металлически. В отличие от обычного золота, этот - легкий и сделан человеком. Пенопласт состоит из трехмерного золотого плетения, где 98% - воздух, и только 2% - из твердого материала.
Это объясняет его мизерный вес, «Аэрогель в тысячу раз легче, чем обычный золотой самородок. Он легче воды, немного тяжелее воздуха», - объясняет Мезенга. Золотой пенопласт - это самый легкий созданных до сих пор форм золота. Он соответствует почти 20 карата золота.
Его основа - это волокна молочных протеинов. Чтобы выработать пенопласт, ученые нагрели молочные протеины и получили из них новые волокна, так называемые амилоидные фибриллы. Их исследователи добавили к раствору золотой соли. Там протеиновые волокна связались в позвоночник, вдоль которого золото выкристаллизовалось в маленькие частицы. Таким образом, возникла относительно простое гладкое, гелеобразное золото-волокнистое вещество, которое затем подсушили, добавив диоксид углерода.
Самое большое преимущество материала заключается в том, что свойства золотого пенопласта можно легко менять. « Оптические признаки аэрогеля сильно зависят от размера и формы частиц металла, - объясняет Гюстав Нюстрюм (Gustav Nyström). Если золото кристаллизуется не до микрочастиц, а в маленьких наночастиц, тогда образуется темно-красное золото. Ученые могут целенаправленно изменять и другие свойства, в частности то, как аэрогель поглощает и отражает свет.
Для нового золотого пенопласта найдется много приложений, убеждены ученые. Ведь мизерная вес и пористая структура - большие преимущества. Материал может пригодиться там, где свет должен поглощаться или отражаться, и где требуется очень легкий материал. Золотой пенопласт понадобится и для химического катализа. Так как пористый материал имеет большую площадь, зависящие от золота химические реакции происходят в нем очень эффективно.
И, в конце концов, из него можно разработать датчики давления. «При нормальном давлении воздуха некоторые золотые частицы в материале не двигаются, золотой аэрогель не проводит ток, - объясняет мезангий. - Если давление повышено, материал как сжимается вместе, частицы начинают двигаться, и он становится электропроводным».
Journal information