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科学家创造新的黄金:重量只有五分之一,闪闪发光,落地时发出塑料声

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,可以漂浮在卡布奇诺咖啡上,但非常不稳定,无法实际应用。现在他们又创造了一种新的黄金:18克拉轻黄金,可用于手表、珠宝和电子产品。

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喜欢金表和沉重黄金首饰的人可能会对这种新黄金感到兴奋。他们想要的东西有一天可能会变得更轻,但他们不会失去任何光泽。没有人愿意一直戴着沉重的手表,即使它是用真金制成的。因为一段时间,会让人觉得不舒服烦人。

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苏黎世联邦理工学院的科学家们创造的新黄金是传统18克拉黄金的五分之一到十分之一。传统的18克拉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。但这种新型黄金的重量大大降低,其密度仅为每立方厘米1.7g。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?

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研究人员用蛋白质纤维和聚合物乳胶代替金属合金元素,形成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小气孔。该研究成果于2020年1月10日发表在《先进功能材料》杂志上。那么他们是如何创造新的轻质黄金的呢?

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首先,他们在水中加入成分,形成分散体。加盐后,将分散体变成凝胶,然后用酒精代替水。然后他们在压力室、高压和超临界处将酒精凝胶放入压力室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。

研究人员说,这种黄金具有塑料材料的特性。如果一块轻黄金掉在坚硬的表面,听起来像是塑料落地。但它可以像金属黄金一样闪闪发光,并可以抛光成所需的形状。

它们甚至可以通过改变黄金成分来调整材料的硬度,或者用聚丙烯等其他塑料来代替基质中的乳胶。由于聚丙烯在特定温度下液化,用它制成的塑料金可以模拟金的熔化过程,但温度要低得多。

此外,金纳米颗粒的形状可以改变材料的颜色:纳米片会产生典型的金闪光,而金球形纳米颗粒使材料呈紫罗兰色。因此,该方法允许研究人员根据需要的特点创造定制的黄金。

虽然塑料黄金特别适用于制造手表和珠宝,但它也适用于化学催化、电子应用或辐射屏蔽。研究人员已经为技术和材料申请了专利。

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