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  瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員創(chuàng)造了一種由黃金制成的新型的泡沫。它是有史以來(lái)由貴金屬制成的最輕的材料：比它的傳統(tǒng)形態(tài)輕一千倍，用肉眼無(wú)法區(qū)分。它有許多可能的應(yīng)用。

  一塊真正的20克拉黃金，非常輕，不會(huì)沉在卡布奇諾里，漂浮在牛奶泡沫上——這件聽起來(lái)不可思議的事情，已經(jīng)由蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的研究人員成功完成了。由食品與軟質(zhì)材料系教授Raffaele Mezzenga領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)創(chuàng)造出一種由黃金制成的新型泡沫，一種主要由孔隙構(gòu)成的三維網(wǎng)格黃金。它是史上最輕的金塊�！斑@種所謂的氣凝膠材料比傳統(tǒng)的黃金輕1000倍。這種新材料比水輕，幾乎輕如空氣。” Mezzenga說(shuō)。

  我們僅用肉眼無(wú)法將這種新型黃金泡沫與傳統(tǒng)黃金區(qū)分開來(lái)——這個(gè)凝膠甚至還有金屬光澤。但是與傳統(tǒng)形態(tài)相比，如果我們用手觸摸會(huì)發(fā)現(xiàn)它很柔軟，而且可延展。它由98%的空氣和2%的固體材料組成。固體材料部分，超過(guò)五分之四是黃金，不到五分之一是牛奶蛋白纖維。這就相當(dāng)于20克拉黃金的重量。

  科學(xué)家發(fā)明多孔材料的過(guò)程如下，通過(guò)加熱牛奶蛋白產(chǎn)生出納米精細(xì)蛋白纖維，形成所謂淀粉樣纖維，然后將它們置入金鹽溶液中。蛋白纖維交織成一個(gè)基本結(jié)構(gòu)，順著這個(gè)結(jié)構(gòu)黃金同步結(jié)晶成小顆粒。這就形成了在凝膠狀的金纖維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
  “最大的挑戰(zhàn)之一是如何干燥這個(gè)精細(xì)網(wǎng)格而不破壞它，” Gustav Nystr?m解釋說(shuō)，他是Mezzenga團(tuán)隊(duì)的博士后也是這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊的論文第一作者。因?yàn)榭諝飧稍锟赡軙?huì)損壞精細(xì)的金結(jié)構(gòu)，所以科學(xué)們選擇了一個(gè)比較溫和但是很費(fèi)力的干燥方法，那就是用二氧化碳。他們需要跨學(xué)科的合作，在過(guò)程工程教授Marco Mazzotti領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)幫助下完成了這項(xiàng)任務(wù)。

  黃金顆粒在制造氣凝膠蛋白結(jié)構(gòu)過(guò)程中直接結(jié)晶時(shí)選用的方法是全新的。這個(gè)方法最大的優(yōu)點(diǎn)是，很容易獲得均勻的金氣凝膠(完全模仿黃金)。

  想要以簡(jiǎn)單的方式達(dá)到影響黃金性質(zhì)的目的，科學(xué)家們依靠制造技術(shù)完全有辦法做的�！包S金的光學(xué)性能非常依賴于金顆粒的大小和形狀，”Nystr?M.說(shuō)。“我們甚至可以改變材料的顏色。當(dāng)我們改變反應(yīng)條件時(shí)，黃金不是結(jié)晶成微粒，而是形成更小的納米粒子，就會(huì)出現(xiàn)暗紅色的黃金。”通過(guò)這種方式，科學(xué)家們不僅可以影響材料的顏色，還可以影響其他的光學(xué)特性如吸收和反射。

  這種新材料在目前黃金正在使用的領(lǐng)域都可以應(yīng)用。Mezzenga說(shuō)。該物質(zhì)的特性，包括重量輕，體積小和多孔結(jié)構(gòu)都有它的優(yōu)勢(shì)。在手表和珠寶行業(yè)應(yīng)用只是其中一種可能性�？茖W(xué)家們展示了另一項(xiàng)應(yīng)用，就是化學(xué)催化劑：由于多孔材料的表面積大，需要黃金參與的化學(xué)反應(yīng)，如果換成這種材料就會(huì)以非常有效率的方式進(jìn)行。這個(gè)材料也可用于光吸收和反射的應(yīng)用中。最后，科學(xué)家們也展示了如何用它來(lái)制造壓力傳感器�！霸谡４髿鈮合拢牧现械膯蝹�(gè)金子顆粒不會(huì)接觸，而且金氣凝膠也不會(huì)導(dǎo)電，” Mezzenga解釋說(shuō)�！暗钱�(dāng)壓力增加時(shí)，材料被壓縮，金子顆粒會(huì)開始接觸，使得材料導(dǎo)電�！�