研究人员创造出重量减轻5至10倍的轻质18克拉新黄金

时间：2022-03-25 15:25:04 来源：

金表和沉重珠宝的恋人会为之振奋。他们渴望的对象可能有一天会变得更轻，但又不会失去任何闪光。尤其是对于手表，少量的重量会带来不同的效果。即使是纯金制成的手表，也没人愿意在手腕上戴上笨重的手表。一段时间后，它变得不舒服且令人讨厌。

看起来与真正的金块非常相似：以乳胶为基础的18克拉黄金。

Leonie van’t Hag曾是以太坊实验室的一名博士后，由食品和软材料教授Raffaele Mezzenga领导，他致力于创造一种新的黄金形式，其重量比传统的18克拉黄金重约五到十倍。常规混合物通常是四分之三的金和四分之一的铜，密度约为15 g / cm3。

嵌入乳胶基质中的金纳米片。

对于这种新型的轻量级黄金而言，情况并非如此：其密度仅为1.7 g / cm3。尽管如此，它仍然是18克拉黄金。这种奇迹般的亮度是如何实现的？van’t Hag，Mezzenga及其同事代替了金属合金元素，而是使用蛋白质纤维和聚合物乳胶形成基质，并在基质中嵌入了金纳米晶体的薄盘。此外，轻巧的黄金还包含无数微小的气孔，这些肉眼是肉眼看不见的。研究人员对此过程的研究刚刚于2020年1月10日发表在高级功能材料杂志上。

金片和塑料熔化成易于机械加工的材料。

研究人员创建新的轻质黄金的方法如下：首先，他们将成分添加到水中并形成分散体。加入盐使分散体变成凝胶后，接下来用酒精代替其中的水。

然后，他们将醇凝胶放入压力室中，在该压力室中，高压和超临界CO2气氛可以使醇与CO2气体混溶。释放压力后，一切都会变成均匀的蛛丝状气凝胶。之后可以进一步施加热量以使塑料聚合物退火，从而使材料转变并压实为最终所需的形状，同时保留18克拉的成分。

塑料工件的特性

“这种黄金具有塑料的材料特性，” Mezzenga说。如果它的一部分掉落在坚硬的表面上，听起来像是塑料。但是它像金属金一样闪烁，可以抛光并加工成所需的形状。

研究人员甚至可以通过改变金的成分来调节材料的硬度。它们还可以用其他塑料（例如聚丙烯）代替基质中的胶乳。由于聚丙烯在某些特定温度下会液化，因此用它制成的“塑料金”可以模仿金的熔化过程，但温度要低得多。此外，金纳米粒子的形状可以改变材料的颜色：“纳米片”会产生金色的典型闪光，而球形的纳米金颗粒则使材料具有紫罗兰色。

“一般而言，我们的方法使我们能够根据所需特性制造出几乎所有我们选择的黄金，” Mezzenga说。

制表业和电子业的黄金

Mezzenga指出，尽管塑料金在制造手表和珠宝时特别需要，但它也适用于化学催化，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。

Mezzenga的科学家早在一段时间前就已经以世界上最轻的黄金而出名-黄金的重量如此之轻，以至于不能漂浮在卡布奇诺泡沫上。“但是材料太不稳定了，无法加工。这次，我们为自己设定了创建轻质黄金的明确目标，这种轻质黄金实际上也可以在当今使用黄金的大多数应用中进行加工和使用。” Mezzenga说。

参考：“浅金：使用乳胶模板的胶体方法”，作者：莱昂妮·范·特·哈格（Leonie van’t Hag），斯蒂芬·汉斯钦（Stephan Handschin），帕斯卡·M·格施温德（Pascal M. Gschwend）和拉斐尔·梅赞加（Raffaele Mezzenga），2020年1月10日，先进功能材料。
10.1002 / adfm.201908458

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