A lapidação de ouro, uma arte milenar iniciada pelos antigos artesãos egípcios há mais de cinco milênios, envolve o desbaste meticuloso do ouro a granel em folhas semelhantes a teias de aranha. Ao longo da história, este processo intrincado adornou várias obras-primas, como os túmulos de Tebas e Saqqara, e consolidou o seu lugar na arte e nos adornos de todas as culturas.



Hoje, o ouro em nanoescala é usado não apenas para decorar sobremesas sofisticadas, mas é indispensável para aplicações modernas que vão da microeletrônica à nanomedicina.

Preenchendo a lacuna entre as artes antigas e a tecnologia moderna, pesquisadores da Universidade do Sul da Flórida, da Universidade Clemson e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign descobriram que mesmo lingotes de ouro nanoscópicos podem ser comprimidos em formas de folhas 2D, replicando o antigo processo de ouro, mas em nanoescala.

“Ficamos intrigados com a ideia de emprestar artesanato antigo para processos modernos de nanofabricação”, disse o pesquisador Michael Cai Wang, professor assistente de Engenharia Mecânica na USF. "A capacidade de fabricar filmes finos 2D a partir de nanopartículas abre novas fronteiras na nanotecnologia e na ciência dos materiais, à medida que buscamos formas verdes de projetar ouro na USF."

O artigo recentemente publicado pelos pesquisadores no PNAS Nexus , "Goldbeating em nanoescala:transformação em estado sólido de nanopartículas de ouro 0D e 1D em morfologias 2D anisotrópicas", explora e oferece insights sobre o mundo da deformação metálica em nanoescala e da formação de folhas 2D. A compreensão obtida com este estudo pode levar ao desenvolvimento de uma ampla gama de nanocristais e nanometais, abrindo caminho para futuras aplicações interessantes em energia renovável, computação quântica e nanomedicina.

"O início desta técnica de transformação 2D de estado sólido é apenas o ponto de partida. Sua versatilidade vai além do ouro, tornando-a aplicável a uma ampla gama de materiais", disse Md Rubayat-E Tanjil, doutorando em Engenharia Mecânica da USF e um primeiro autor deste artigo. "À medida que compartilhamos nossas descobertas com a comunidade científica, esperamos ansiosamente avançar em nossa compreensão da deformação metálica em nanoescala e revelar nova ciência."

O estudo revelou que as morfologias 2D induzidas das folhas de ouro dependiam de vários fatores, incluindo a forma, tamanho e ordem originais das nanopartículas precursoras antes de sua compressão. Devido à maleabilidade do ouro, esta técnica de nanofabricação tem o potencial de controlar com precisão a forma, o tamanho lateral e a espessura da folha de ouro 2D, abrindo novos caminhos em diversas aplicações.

"O esforço que fizemos para alcançar a compressão uniforme de nanocristais em grandes áreas valeu a pena, "disse Keegan Suero, júnior em Engenharia Mecânica e bolsista S-STEM da USF que trabalhou no laboratório de Wang durante seus estudos de graduação. "Estou emocionado por fazer parte deste esforço notável e, claro, ainda há uma riqueza de ciência a ser descoberta."

Com a convergência da arte antiga e da nanotecnologia, este estudo não só expande a nossa compreensão dos materiais em nanoescala, mas também mostra o apelo intemporal do ouro e o seu significado na formação do nosso passado, presente e futuro.

Mais informações: Md Rubayat-E Tanjil et al, Goldbeating em nanoescala:transformação de estado sólido de nanopartículas de ouro 0D e 1D em morfologias 2D anisotrópicas, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad267
Informações do diário: PNAS Nexus

Fornecido pela Universidade do Sul da Flórida