مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ سوییس(ETH) با استفاده از یک ماتریس پلاستیکی به جای عناصر آلیاژ فلزی، یک طلای فوق‌العاده سبک ۱۸ عیار ایجاد کرده‌اند.
عاشقان ساعت‌های طلا و جواهرات سنگین از این خبر هیجان‌زده خواهند شد، چرا که ممکن است به زودی اشیای طلایی دلخواه آنها بدون کوچک‌ترین تغییری در درخشش و کیفیت، بسیار سبک‌تر شود. به خصوص در مورد ساعت‌ها، عنصر وزن می‌تواند تاثیرگذار باشد و تفاوت‌ها را رقم بزند. هیچ کس نمی‌خواهد یک ساعت سنگین روی مچ دست خود ببندد، حتی اگر از طلای واقعی ساخته شده باشد، زیرا بعد از مدتی ناراحت کننده و آزار دهنده می‌شود.
ساخت شکل جدیدی از طلا
“لئونی ون تهاگ” استاد مواد غذایی و مواد نرم ETH موفق شده است شکل جدیدی از طلا را تولید کند که وزن آن حدود پنج تا ۱۰ برابر کمتر از طلای سنتی ۱۸ عیار است.
آلیاژ سنتی طلای ۱۸ عیار معمولاً سه چهارم از طلا و یک چهارم از مس تشکیل شده و چگالی حدود ۱۵ گرم در سانتی متر مکعب است. اما این ترکیب در مورد این طلای سبک جدید صادق نیست و تراکم آن فقط ۱.۷ گرم در سانتی متر مکعب است، در حالی که هنوز هم طلای ۱۸ عیار محسوب می‌شود.
اما این نتیجه چگونه به دست آمده است؟ “ون تهاگ” و همکارانش به جای استفاده از عنصر آلیاژ فلزی از فیبرهای پروتئینی و یک لاتکس پلیمری برای تشکیل یک ماتریس استفاده کردند که در آن دیسک‌های نازکی از نانوکریستال‌های طلا تعبیه شده بودند. ضمن اینکه این طلای سبک وزن دارای کیسه‌های هوایی بسیار کوچک و بی‌شماری است که با چشم دیده نمی‌شوند.
محققان برای ساخت این طلای سبک ابتدا مواد مذکور را به آب اضافه می‌کنند و هم می‌زنند. پس از افزودن نمک برای تبدیل این محلول به ژل، آب موجود در آن را با الکل جایگزین می‌کنند.
سپس آنها ژل الکل را درون یک محفظه فشار قرار می‌دهند، جایی که فشارهای زیاد و یک جو پر شده از گاز CO۲ باعث اختلال در غلظت الکل و گاز CO۲ می‌شود. وقتی فشار آزاد می‌شود، همه چیز تبدیل به یک چیز شبیه به یک پارچه بسیار نازک مانند هواژل(aerogel) می‌شود. سپس می‌توان از گرما استفاده کرد تا پلیمرهای پلاستیکی بادوام شوند و بدین ترتیب مواد را تغییر داده و به شکل نهایی مورد نظر درآورد، در عین حال که ترکیب ۱۸ عیاری را حفظ می‌کند.
“مازنگا” از محققان این مطالعه می‌گوید: این طلا دارای خواص مواد پلاستیکی است. اگر قطعه‌ای از آن روی یک سطح سخت بیفتد، صدای پلاستیک می‌دهد، اما مانند طلای واقعی می‌درخشد و می‌تواند به شکل دلخواه صیقل داده شود.
محققان حتی می‌توانند سختی مواد آن را با تغییر ترکیب طلا تنظیم کنند. آنها همچنین می‌توانند لاتکس موجود در ماتریس را با پلاستیک‌های دیگر مانند پلی‌پروپیلن جایگزین کنند. از آنجایی که پلی‌پروپیلن در دمایی خاص مایع می‌شود، “طلای پلاستیکی” ساخته شده با آن می‌تواند فرآیند ذوب طلا را تقلید کند، اما تفاوت آن این است که این اتفاق در دماهای بسیار پایین‌تری نسبت به نقطه ذوب طلا رخ می‌دهد.
علاوه بر این، شکل نانوذرات طلا می‌تواند رنگ مواد را تغییر دهد. “نانو صفحه‌های کوچک”(nanoplatelets) درخشش معمولی طلا را ممکن می‌کنند، در حالی که نانوذرات کروی طلا، ماده را به رنگ بنفش درمی‌آورند.
“مازنگا” می‌گوید: رویکرد ما به عنوان یک قاعده کلی به ما امکان می‌دهد تقریباً هر نوع طلای مورد نظر خود را مطابق با خواص مورد نظر ایجاد کنیم.
وی خاطرنشان کرد در حالی که طلای پلاستیکی به طور خاص در ساخت ساعت و جواهرات مورد نیاز خواهد بود، اما برای کاتالیزور شیمیایی، کاربردهای الکترونیکی یا محافظت از اشعه نیز مناسب است. محققان متقاضی ثبت اختراع فرآیند و مواد ابداعی خود هستند.
این دانشمندان مدتی قبل نیز با ساخت سبک‌ترین طلای جهان نامی برای خودشان دست و پا کرده بودند، طلایی که وزن آن به حدی کم بود که می‌توانست روی یک فنجان کاپوچینو شناور بماند. اما “مازنگا” می‌گوید این مواد خیلی ناپایدار بودند و امکان کار کردن با آنها وجود نداشت. این بار ما هدف اصلی خود را روی ایجاد یک طلای سبک وزن قرار داده‌ایم که می‌تواند در اکثر کاربردهایی که امروزه در آنها از طلا استفاده می‌شود، پردازش و استفاده شود.
مطالعه محققان در مورد این فرآیند در مجله Advanced Functional Material منتشر شده است.
منبع: ایسنا
