Een nieuwe en stabiele fase van goud met andere fysieke en optische eigenschappen dan die van conventioneel goud is gesynthetiseerd door A*STAR-onderzoekers, en belooft nuttig te zijn voor een breed scala aan toepassingen, inclusief plasmonica en katalyse.

Veel materialen bestaan ​​in verschillende kristalstructuren, bekend als fasen of polymorfen. Deze verschillende fasen hebben dezelfde chemische samenstelling maar verschillende fysische structuren, waardoor verschillende eigenschappen ontstaan. Bijvoorbeeld, twee bekende polymorfen van koolstof, grafiet en diamant, anders geregeld, radicaal verschillende fysieke eigenschappen hebben, ondanks dat het hetzelfde element is.

Goud is door de geschiedenis heen voor vele doeleinden gebruikt, inclusief sieraden, elektronica en katalyse. Tot nu toe is het altijd in één fase geproduceerd - een kubusvormige structuur met het middelpunt in het midden waarin atomen zich op de hoeken en het midden van elk vlak van de samenstellende kubussen bevinden.

Nutsvoorzieningen, Lin Wu en collega's van het Institute of the A*STAR Institute of High Performance Computing hebben de optische en plasmonische eigenschappen gemodelleerd van linten op nanoschaal van een nieuwe fase van goud - de 4H hexagonale fase (zie afbeelding) - geproduceerd en gekarakteriseerd door medewerkers van andere instituten in Singapore, China en de VS. Het team synthetiseerde nanolinten van de nieuwe fase door simpelweg het goud (III) chloridehydraat (HAuCl4) te verwarmen met een mengsel van drie organische oplosmiddelen en het product vervolgens te centrifugeren en te wassen. Dit gaf een hoog rendement van ongeveer 60 procent.

De onderzoekers produceerden ook 4H hexagonale fasen van de edelmetalen zilver, platina en palladium door ze bovenop de gouden 4H hexagonale fase te laten groeien.

De kubische fase ziet er identiek uit, van voren gezien, van de ene kant of van bovenaf. In tegenstelling tot, de nieuwe 4H hexagonale fase mist deze kubieke symmetrie en varieert daarom meer met de richting - een eigenschap die bekend staat als anisotropie. Deze lagere symmetrie geeft het meer directioneel variërende optische eigenschappen, wat het nuttig kan maken voor plasmonische toepassingen. "Onze bevinding is niet alleen van fundamenteel belang, maar het biedt ook een nieuwe weg voor onconventionele toepassingen van plasmonische apparaten, ' zegt Wu.

Het team wil graag het potentieel van hun nieuwe fase verkennen. "In de toekomst, we hopen de onconventionele anisotrope eigenschappen van de nieuwe goudfase te benutten en nieuwe apparaten te ontwerpen met uitstekende prestaties die niet haalbaar zijn met conventioneel face-centered-cubic gold, ", zegt Wu. De synthesemethode geeft ook aanleiding tot het potentieel voor nieuwe strategieën voor het beheersen van de kristallijne fase van nanomaterialen gemaakt van de edele metalen.