(Phys.org) — Een team van onderzoekers onder leiding van professor Raffaele Mezzenga heeft een hybride materiaal gemaakt van goud en melkeiwitten dat eruitziet als een flinterdun bladgoud. Dankzij zijn eigenschappen, het kan worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, van gastronomie tot de juwelenindustrie.

Raffaele Mezzenga, hoogleraar voeding en zachte materialen, kwam een ​​jaar geleden op het idee van "goudpapier". Destijds, zijn groep werkte aan een ongebruikelijk hybride materiaal, een flinterdun, papierachtig mengsel van grafeen en eiwitvezels (zie ETH Life-rapport). Het recept is universeel toepasbaar en relatief eenvoudig:je mengt vleesbomen met plaatachtige entiteiten in een waterige oplossing en filtert het mengsel met behulp van vacuüm. De platen en vezels komen samen en blijven op het filter als een dunne film.

Als resultaat, Mezzenga zette twee van zijn teamleden, Chaoxu Li en Sreenath Bolisetty, de taak om een ​​soort bladgoud te maken van eiwitvezels en gouden platen. Allereerst, de onderzoekers moesten de vezels maken door ze op natuurlijke wijze uit melkbolvormige eiwitten te rekken, het zogenaamde bèta-lactoglobuline, met behulp van warmte en zuur. Zoals alle eiwitten, melkeiwitten zijn ook samengesteld uit een keten van talrijke afzonderlijke aminozuren die onder natuurlijke omstandigheden complexe compacte structuren vormen. Hitte of chemicaliën breken de compacte configuratie open, waardoor de kettingen losraken.

Gouden eenkristallen en vezels vastgebonden

Verschillende van deze melkeiwitvezels organiseren zich vervolgens in dikkere, spiraalvormige vezels. De onderzoekers voegden goud in de vorm van een zout toe aan de zure oplossing van de vezels. De eiwitvezels laten het goud reduceren tot kleine plaatjes met een diameter van één micrometer en een dikte van 100 nanometer. Het goud groeit als een zogenaamd eenkristal en de goudionen vormen een kristalrooster dat volledig vrij is van gebreken.

Gouden platen en vezels hopen zich vervolgens in lagen op. De dunne film die overblijft na filtratie wordt op vrijwel dezelfde manier gevormd als papier uit cellulose. Het nieuwe hybride materiaal is zeer stabiel, maar verandert opmerkelijk zijn fysieke en optische eigenschappen wanneer het in contact komt met water.

Hybride voedseldecoratie

Mezzenga ziet een eerste toepassing in de gastronomie. In culinaire toepassingen, puur goud heeft een goedgekeurde E-nummercode (E-175) waardoor het als additief in voedingsmiddelen kan worden gebruikt en bladgoud wordt inderdaad al lang gebruikt om desserts te versieren, dranken en ander speciaal bereid voedsel. Omdat het nieuwe hybride materiaal is gemaakt van goud en voedingseiwitten, de onderzoekers verwachten geen hindernissen bij het gebruik voor culinaire doeleinden, waardoor de kosten van het gebruik van puur goud aanzienlijk worden verlaagd.

Nog interessanter, echter, zijn de ongebruikelijke optische eigenschappen van het "gouden papier", vooral omdat het goud verkrijgbaar is als eenkristallen. Deze eigenschappen veranderen naargelang de pH-waarde, bijvoorbeeld, wat betekent dat het hybride materiaal kan worden gebruikt voor zuurgraadmetingen in sensoren. Het "papier" is ook in verschillende mate geleidend, afhankelijk van de samenstelling, en leent zich voor toepassingen in de micro-elektronica.

Wijzerplaat gemaakt van lactogoudblad

Omdat, tegen de nominale waarde, het goudpapier is nauwelijks te onderscheiden van bladgoud - het heeft de glans en kleur van goud - het kan ook interessant zijn voor de klokken- en juwelenindustrie, die hun vraag naar het edele metaal met eiwitbladgoud zouden kunnen verminderen. Om bladgoud te imiteren, het hybride materiaal heeft slechts een verhouding van een derde gewichtspercentage goud nodig. Het nieuwe materiaal zou dus slechts het ticket zijn voor het vergulden van de nummers op de wijzerplaat van polshorloges, bijvoorbeeld. "Als je bedenkt hoeveel puur goud kost, dit nieuwe materiaal maakt een enorm verschil, " zegt de ETH-professor in Zürich. Aan de ene kant, het zou kunnen helpen om de wereldwijde vraag naar goud te verminderen en zo de druk op natuurlijke hulpbronnen te verlichten; anderzijds, het hybride materiaal verbreedt het toepassingsgebied van het metaal.

De onderzoekers hebben patent aangevraagd op hun uitvinding. Mezzenga hoopt dat de industrie interesse zal tonen in het nieuwe materiaal. "Goud is een delicaat onderwerp. Niettemin, het potentieel voor toepassingen is enorm."