Zespół naukowców kierowany przez profesora Raffaela Mezzengę stworzył hybrydowy materiał ze złota i białek mleka, który wygląda jak cienkie listki złota. Dzięki swoim właściwościom może być stosowany w szerokim zakresie zastosowań od gastronomii aż do branży jubilerskiej.
Naukowcy rok temu pracowali nad podobnym projektem. Stworzyli bardzo cienki materiał, który był kombinacją grafenu i włókien białkowych. Receptura jest powszechnie stosowana i stosunkowo prosta – mieszamy białka z innymi obiektami w wodnym roztworze, następnie filtrujemy mieszaninę przy pomocy próżni. Płytki i włókna zbierają się na filtrze w postaci cienkiej warstewki.
Chaoxu Li i Sreenath Bolisetty z zespołu profesora Mezzengi, otrzymały zadanie wyprodukowania hybrydy płytek złota z włóknami białkowymi. Po pierwsze, naukowcy musieli stworzyć włókna przez rozciągnięcie białek mleka, przy pomocy ciepła i kwasu. Podobnie jak wszystkie białka, białka mleka są składają się z łańcucha pojedynczych aminokwasów, które tworzą kompleks zwartych konstrukcji w warunkach natywnych. Ciepło lub czynniki chemiczne otwierają zwartą konfigurację, niszcząc wiązania łańcucha. Niektóre powstałych włókien organizują się w grupy tworząc grubsze, włókna spiralne.
Uczeni dodali złoto w postaci soli do kwasowego roztworu z włóknami. Włókna białka umożliwiają powstanie małych płytek złota o średnicy jednego mikrometra i o grubości 100 nm. Tworzą się monokryształy złota , a jony budują sieć krystaliczną całkowicie pozbawioną wad.
Następnie płytki złota i włókna gromadzą się w warstwach. Cienka warstwa, która pozostaje po filtracji jest utworzona w taki sam sposób, jak papier z celulozy. Nowatorski hybrydowy materiał jest stabilny, ale zmieniają się jego właściwości fizyczne i własności optyczne, przy kontakcie z wodą.
Profesor Mezzenga uważa, że materiał znajdzie zastosowanie w gastronomii. Czyste złoto ma zatwierdzony E-numer (E-175) umożliwiający jego stosowanie jako dodatku do żywności. Listki złota od dawna stosowane były do dekoracji deserów, napojów i innych specjalnie przygotowanych potraw. Nowy hybrydowy materiał wykonany jest z białek i złota, naukowcy nie znajdują żadnych przeszkód w wykorzystaniu go do celów kulinarnych, co znacznie zmniejszy koszty w porównaniu do użycia czystego złota.
Jeszcze ciekawsze są niezwykłe właściwości optyczne “złotego papieru”, zwłaszcza złota w formie monokryształów. Właściwości te zmieniają się w zależności od wartości pH, co oznacza, że hybrydowy materiał może być stosowany do pomiaru kwasowości. “Złoty papier” w zależności od składu można zastosować w mikroelektronice.
Nowego materiału i czystego złota praktycznie nie da się rozróżnić – hybryda ma połysk i kolor złota. To dobra wiadomość dla dla przemysłu zegarów i biżuterii. Aby materiał miał taki sam wygląd jak złoto trzeba użyć minimum 1/3 tego metalu szlachetnego. Hybryda może zmniejszyć globalne zapotrzebowania na złoto i w ten sposób odciążyć złoża surowców naturalnych.
Źródło:
[1] Li, C., Bolisetty, S. and Mezzenga, R. (2013), Hybrid Nanocomposites of Gold Single-Crystal Platelets and Amyloid Fibrils with Tunable Fluorescence, Conductivity, and Sensing Properties. Adv. Mater., 25: 3694–3700.
[2] http://www.ethlife.ethz.ch/archive_articles/
130618_goldfolie_per/index_EN | 21.06.2013
[3] heart shaped chocolate by inajeep, flickr.com, CC BY 2.0