原子1個分の厚みの金シート
原子1個分の厚みの金シート / Credit:Shun Kashiwaya(Linköping University)et al., Nature Synthesis(2024)
chemistry

金の原子1個分の厚さ!究極の金箔が誕生

2024.05.07 Tuesday

金に銀や銅を混ぜて薄く引き伸ばした「金箔」は、仏像・工芸品の装飾として、また料理に振りかけるなどして用いられています。

この金箔は想像以上に薄く、その厚さは0.0001mmです。ただ、それでもこれは金原子500個分の厚さがあります。

しかしこの度、スウェーデンのリンショーピング大学(Linköping University)に所属する柏屋駿氏ら研究チームが、原子1個分の厚さしかない極限まで薄い金シートを作り、単離することに世界で初めて成功しました。

いわば「究極の金箔」とも言えるこの極薄の物質には、大きな可能性が秘められています。

研究の詳細は、2024年4月16日付の学術誌『Nature Synthesis』に掲載されました。

A single atom layer of gold – LiU researchers create goldene https://liu.se/en/news-item/ett-atomlager-guld-liu-forskare-skapar-gulden A single atom layer of gold—researchers create goldene https://phys.org/news/2024-04-atom-layer-gold-goldene.html
Synthesis of goldene comprising single-atom layer gold https://doi.org/10.1038/s44160-024-00518-4

原子1個分の厚さしかないシート状の物質

原子1個分の厚さしかないシート状の物質として有名なのは、炭素原子のシートである「グラフェン(graphene)でしょう。

私たちの身の回りに存在する一般的な物質は、無数の原子が積み重なってできています。

グラフェンの分子構造モデル
グラフェンの分子構造モデル / Credit:Wikipedia Commons_グラフェン

一方で、このグラフェンは、その原子の積み重ねが無く、原子1個分の厚みしかありません。

当然、グラフェンの厚さは1nmと極めて薄く、また透明です。

そしてグラフェンの特徴は、単に薄いだけではありません。

なんとダイヤモンドに匹敵する強度を持ち、電気の伝導率は銅の10倍とトップクラスなのです。

グラフェンのような原子1個分の厚さしかないシート状の物質は、「2次元物質」とも呼ばれており、上述の通り、よく見られる物質と同じ化学組成であっても、その性質は大きく異なります。

そのため、有用な性質を持つ物質を求め、様々な2次元物質の作成が試みられてきました。

実際これまでに、ケイ素の2次元物質「シリセン(Silicene)」、スズの2次元物質「スタネン(Stanene)」などが生成され、科学者たちの注目を集めてきました。

金箔の写真。この金箔よりもさらに薄い金シートとは!?
金箔の写真。この金箔よりもさらに薄い金シートとは!? / Credit:Canva

そして今回、柏屋氏ら研究チームが作成に成功したのが、金の原子1個分の厚さしかない2次元物質「Goldene」です。

このGoldeneは、今のところ、日本語で「ゴールデン」「ゴールディン」などと呼ばれています。

(本記事では、「ゴールディン」という呼び方で統一します)

では、このゴールディンはどのようにして作られたのでしょうか。

次ページ偶然発見された原子1個分の厚さの金シート「ゴールディン」

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