Lâu nay, “nhẹ như lông hồng” không phải là cụm từ chỉ đặc tính gắn với vàng. Tuy nhiên, các nhà khoa học vừa tạo ra một dạng mới, siêu nhẹ của kim loại quý này, sử dụng chất liệu chứa tới 98% là không khí.
Sản xuất được vật liệu vàng nhẹ như không khí
Loại vàng đặc biệt trên có cấu tạo từ các sợi protein từ sữa. Và mặc dù trông giống vàng nguyên chất, nó đủ nhẹ để nổi ở phía trên cà phê sữa.
Raffaele Mezzenga, giáo sư chuyên ngành thực phẩm và các vật liệu nhẹ, là người sáng chế ra loại bọt vàng, cấu trúc lưới 3D này. “Nó còn được gọi là aerogel, nhẹ hơn các hợp kim vàng thông thường tới 1.000 lần. Nó cũng nhẹ hơn nước và gần như nhẹ bằng không khí”, chuyên gia Mezzenga cho biết.
Aerogel sở hữu cùng màu sắc và độ sáng bóng như vàng thật, nên khiến bất kỳ ai cũng dễ nhầm lẫn khi nhìn lướt qua. Song, nó mềm và có thể uốn khuôn được.
Để tạo ra loại vàng mới, các nhà nghiên cứu đã phát triển vật liệu bằng cách đun nóng các protein sữa cho đến khi chúng sản sinh những sợi protein mịn kích thước nanomét (1 nanomét = 1/tỉ mét), rồi cho tất cả vào một dung dịch muối vàng. Điều này dẫn tới sự hình thành một mạng lưới sợi vàng giống như gel – aerogel.
Tiến sĩ Gustav Nyström, một thành viên trong nhóm nghiên cứu của giáo sư Mezzenga, tiết lộ, một trong những thách thức lớn nhất của họ là sấy khô mạng aerogel mà không phá hủy nó. Rốt cuộc, họ đã sử dụng một quy trình sấy khô nhẹ nhàng, công phu bằng carbon dioxide để đạt được mục đích, do việc sấy khô bằng không khí có thể hủy hoại vàng siêu nhẹ.
Tất cả quá trình được các nhóm nghiên cứu dùng để kết tinh các hạt vàng là hoàn toàn mới mẻ. Phương pháp này đã khiến việc tạo ra một aerogel thuần nhất, tương xứng hoàn hảo với các hợp kim vàng, trở nên dễ dàng hơn nhiều.
Thông qua áp dụng phương pháp mới, các nhà khoa học có nhiều khả năng tác động đến các đặc tính của vàng một cách đơn giản hơn. “Các đặc tính quang học của vàng phụ thuộc nhiều vào kích cỡ và hình dạng của các hạt vàng. Do đó, chúng tôi thậm chí có thể thay đổi màu sắc của vật liệu. Khi chúng tôi thay đổi các điều kiện phản ứng nhằm khiến vàng không kết tính thành các hạt tí hon, mà còn bé hơn nữa tới kích cỡ nanomét, kết quả thu được sẽ là vàng có màu đỏ sẫm”, ông Nyström giải thích.
Cấu trúc đặc biệt khiến aerogel vàng nhẹ gần tương đương không khí. (Ảnh: Daily Mail).
Các chuyên gia không chỉ thay đổi được màu sắc của vật liệu, mà còn có thể thay đổi các đặc tính khác của nó, chẳng hạn như sự hấp thu và phản xạ. Giáo sư Mezzenga tin rằng, aerogel vàng còn có thể được dùng trong các ứng dụng khác, chẳng hạn như trong chế tạo đồng hồ và đồ trang sức hay các phản ứng hóa học cần vàng làm xúc tác hoặc trong sản xuất thiết bị cảm ứng áp suất.
Ông Mezzenga lấy ví dụ rằng, ở áp suất không khí thông thường, các hạt vàng riêng lẻ trong aerogel vàng không tiếp xúc với nhau và aerogel vàng không dẫn điện. Nhưng khi áp suất tăng lên, vật liệu bị ép nén và các hạt bắt đầu va chạm với nhau, khiến aerogel vàng có tính dẫn điện.