Zlatá pěna, lehká téměř jako vzduch

Kousek zlatého aerogelu, který přitom hned okem nerozlišíme od běžného kousku zlata, protože má podobný kovový lesk, je schopen plavat na povrchu mléčné pěny, na vodě či na kávě. Přesněji řečeno, 98% objemu nového materiálu tvoří vzduch a zbývající 2% směs dvacetikarátového zlata (což znamená 83% obsah čistého zlata) a mléčných bílkovin. Mezi jeho potenciální aplikace patří využití ve formě chemických katalyzátorů (vysoce porézní materiál má uvnitř velký kontaktní povrch), jemná mechanika a hodinářství nebo speciální forma polovodičů, použitelná při výrobě jemných tlakových senzorů.

Ze zmíněných 2% tvoří zlato ⅘ objemu, zbytek nanometrová vlákna speciálně tepelně upravených mléčných bílkovin, které mají formu tzv. amyloidových nitek, což jsou bílkovinové nebo peptidové agregáty. Tato vláknitá struktura vytvořila základní strukturu jakéhosi skeletu, mřížky nebo lešení. Po promíchání zmíněných vláken s roztokem zlaté soli se tato struktura změnila v předobraz zlatého aerogelu, když podél 3D mřížky z nanovláken mléčných bílkovin vykrystalizovaly zlaté mikročástice. Polotovar však bylo ještě nutno velmi pomalu a opatrně vysušit, tedy zbavit vody, jmenovitě pomocí metody tzv. “superkritického sušení”. Shodou okolností jde o stejnou metodu, která se používá i při výrobě kávy bez kofeinu. Při porušení postupu zde hrozilo zničení aerogelu.

Tým vědců dále zjistil, že pomocí krystalizace ještě menších částic zlata v roztoku, tedy nanočástic, je možno měnit výslednou barvu aerogelu. Místo normální zlatavé barvy pak má někdy aerogel barvu až tmavě rudou. Obecně díky jemným změnám v receptuře přípravy zlatého aerogelu dokázali vědci také změnit poměr pohlcování a odrazu světla daným materiálem.

Možná aplikace zlatého aerogelu jakožto citlivého tlakového senzoru spočívá ve faktu, že za normálního atmosférického tlaku se kovové zlaté částice uvnitř aerogelu vzájemně prakticky nedotýkají, takže materiál nevede elektrický proud. Pokud se však tlak o něco zvýší a materiál se stlačí, míra dotyku zlatých mikro- či nano- částic se také zvýší a materiál začne být elektricky vodivý.

Zdroje: Phys.Org, Futurism, Nanowerk, IFL Science, Advanced Materials