Des années que les chercheurs essayaient de le produire. Ce matériau qu’ils appellent « goldene », une feuille d’or de l’épaisseur d’un seul atome. Et ils viennent enfin d’y arriver. Avec la promesse de belles applications.

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    L'or a tendance à s'agglutiner. Difficile dans ces circonstances de fabriquer une feuille d'or de l'épaisseur d'un seul atome. C'est pourtant ce qu'ont réussi à faire des chercheurs de l'université de Linköping (Suède). Et qui plus est, grâce à une méthode centenaire utilisée par les forgerons au Japon. Ils expliquent comment dans la revue Nature synthesis.

    Pour fabriquer des feuilles d’or de l’épaisseur d’un seul atome, des chercheurs de l’université de Linköping (Suède) ont utilisé une méthode centenaire chère aux forgerons japonais. © Olov Planthaber, Université de Linköping
    Pour fabriquer des feuilles d’or de l’épaisseur d’un seul atome, des chercheurs de l’université de Linköping (Suède) ont utilisé une méthode centenaire chère aux forgerons japonais. © Olov Planthaber, Université de Linköping

    Un matériau à trois dimensions à l’origine des feuilles d’or

    Tout est parti d'un matériau en trois dimensions dans lequel de l'or est incrusté entre des couches de titane et de carbone. Le carbure d'or et de titane. Pendant des années, les scientifiques ont cherché un moyen d'exfolier cet or. De l'étaler. Sans succès.

    Jusqu'à ce qu'ils découvrent, complètement par hasard, une méthode utilisée dans l'art de la forge japonaise. Elle est destinée à éliminer les résidus de carbone et à changer la couleurcouleur de l'acieracier dans la fabrication de couteaux, par exemple. Alors les chercheurs ont eu l'idée de recourir au réactifréactif de Murakami sur lequel elle repose pour extraire des feuilles d'or de leur carbure d'or et de titane. Après avoir trouvé la bonne concentration de réactif ainsi que la bonne duréedurée d'opération et avoir compris aussi qu'elle devait se faire dans l'obscurité pour que le cyanure ne dissolve pas l'or, les chercheurs ont ajouté un tensioactiftensioactif pour éviter que les feuilles d'or s'enroulent. Et le « goldene » tant espéré s'est matérialisé.

    Les chercheurs de l’université de Linköping expliquent que les feuilles dorées qu’ils ont produites sont <em>« dans une solution, un peu comme des cornflakes dans du lait »</em>. Une sorte de <em>« tamis »</em> permet de les récupérer. © Firuz, Adobe Stock
    Les chercheurs de l’université de Linköping expliquent que les feuilles dorées qu’ils ont produites sont « dans une solution, un peu comme des cornflakes dans du lait ». Une sorte de « tamis » permet de les récupérer. © Firuz, Adobe Stock

    L’épaisseur d’un atome pour de l’or particulièrement précieux

    Mais pourquoi se donner autant de peine ? Parce que dans sa forme bidimensionnelle, l'or possède deux liaisons libres. Il pourrait donc servir à convertir une part de ce dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) nuisible à notre climatclimat ou encore, dans la même veine, il pourrait servir de catalyseurcatalyseur pour la production d’hydrogène. Il pourrait aussi être utile à la production sélective de produits chimiques à valeur ajoutée ou à la purification de l'eau. Et dans les applicationsapplications dans lesquelles il sert déjà aujourd'hui, la quantité utile pourrait être considérablement réduite.