����ֱ��

Para ilmuwan menciptakan daun emas tertipis di dunia dengan tebal hanya satu atom. Daun tersebut diberi nama Goldene. Goldene memiliki potensi aplikasi yang signifikan dalam konversi karbon dioksida dan produksi hidrogen.

Untuk menciptakan bahan tersebut, peneliti menggunakan metode yang telah digunakan oleh pandai besi Jepang selama 100 tahun untuk memisahkan lapisan logam mulia.

Para peneliti tertarik pada material dua dimensi karena sifat optik, elektronik, dan katalitiknya yang tidak biasa.

Zat-zat tersebut memiliki luas permukaan yang besar dibandingkan volumenya, yang menandakan zat-zat tersebut memiliki sifat yang berbeda dari padatan curah yang identik secara kimia. Banyak contoh bahan 2D yang dilaporkan sejak penemuan graphene pada 2004.

Lembaran daun ini dibuat sebagian besar dari non logam atau senyawa campuran, dengan atom tunggal agar lebih menantang.

Dilansir dari Live Science, Ahli Kimia Solid-state di University at Albany Michael Yeung berkata, "Logam tidak suka sendirian karena ikatannya terdelokalisasi. Maka dari itu logam mudah berikatan dan menggumpal."

"Menyiapkan satu lapisan merupakan suatu prestasi yang luar biasa karena berhasil melawan keinginan logam untuk berikatan tidak hanya dengan dirinya sendiri, tetapi juga bersama lapisan lainnya," lanjutnya melalui email.

Masalah yang Dihadapi Saat Pembuatan Goldene

Sebelumnya, upaya ini menimbulkan permasalahan. Beberapa tim telah menciptakan satu lapisan atom emas yang tertanam pada padatan pendukung seperti silikon karbida berlapis graphene. Sehingga lapisan ini memiliki struktur seperti sandwich, dengan graphene sebagai roti dan emas adalah dagingnya.

Yang menjadi masalah adalah ketika mengekstrasi emas dari padatan berlapis kompleks. Hal ini disebabkan oleh atom emas menggumpal menjadi nanopartikel segera setelah pendukungnya dihilangkan.

Sementara, upaya yang dilakukan Shun Kashiwaya, asisten profesor di Departemen Fisika, Kimia, dan Biologi di Linkӧping University di Swedia bersama rekan-rekanya, berhasil memisahkan lembaran emas untuk pertama kalinya. Mereka mulai menciptakan struktur berlapis titanium, silikon dan karbon, lalu ditutup dengan lapisan permukaan emas.

Partikel emas berdifusi ke dalam material selama 12 jam, menggantikan lapisan silikon dengan emas dan menciptakan lembaran emas yang tertanam di dalam padatan.

Alih-alih mencoba menghilangkan lapisan emas tersebut, Kashiwaya dan tim peneliti mengikis seluruh benda padat di sekitarnya dengan hati-hati hingga lembaran emas tersebut tak tersentuh.

Teknik ini ditemukan oleh rekan Kashiwaya, Lars Hultman, seorang profesor di Linkoping University yang tengah meneliti etsa kimia.

Penyempurnaan Penemuan Lembaran Emas

Hultman menemukan metode berusia 100 tahun yang digunakan oleh pandai besi Jepang dalam menghilangkan residu karbida pada baja. Disebut sebagai reagen murakami atau alkaline potassium ferricyanide, larutan yang menghilangkan dukungan titanium karbida di sekitarnya, tanpa mempengaruhi lembaran emas.

Penyempurnaan metode ini dilakukan oleh tim dengan kondisi reaksi dan konsentrasi larutan etsa yang berbeda. Yang utama adalah ide penambahan sistein sebagai surfaktan atau bahan kimia yang menurunkan tegangan permukaan cairan, menstabilkan lembaran yang dipisahkan dan mencegah atom emas bersatu menjadi nanopartikel.

Dengan peningkatan reaktivitas kimia Goldene, Kashiwaya dan Hultman percaya mereka dapat memiliki aplikasi penting dalam reaksi kimia untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar seperti etanol dan metana, serta air menjadi hidrogen.

"Kami ingin meningkatkan luas dan hasil lembaran goldene. Dengan itu, kami mengeksplorasi sifat fisik dan kimia dasar goldene dan mengembangkan proses sintentiknya," ujar Kashiwaya.

"Kami juga ingin menerapkan pendekatan ini untuk menghasilkan bahan unsur 2D lainnya selain goldene," lanjut Kashiwaya mengakhiri penjelasannya.