(Phys.org) —Un team di ricercatori guidato dal professor Raffaele Mezzenga ha creato un materiale ibrido composto da oro e proteine ​​del latte che assomiglia a una sottilissima foglia d'oro. Grazie alle sue proprietà, può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni dalla gastronomia all'industria della gioielleria.

Raffaele Mezzenga, professore di cibo e materiali morbidi, ha avuto l'idea della "carta d'oro" un anno fa. Al tempo, il suo gruppo stava lavorando su un materiale ibrido insolito, un sottilissimo, miscela simile alla carta di grafene e fibre proteiche (vedi rapporto ETH Life). La ricetta è universalmente applicabile e relativamente semplice:si mescolano oggetti fibromi con entità lastriformi in una soluzione acquosa e si filtra la miscela con l'ausilio del vuoto. Le piastre e le fibre si aggregano e rimangono sul filtro come una pellicola sottile.

Di conseguenza, Mezzenga ha messo due dei suoi membri della squadra, Chaoxu Li e Sreenath Bolisetty, il compito di produrre una specie di foglia d'oro con fibre proteiche e lastre d'oro. Prima di tutto, i ricercatori hanno dovuto realizzare le fibre allungandole naturalmente dalle proteine ​​globulari del latte, la cosiddetta beta-lattoglobulina, con l'aiuto di calore e acido. Come tutte le proteine, le proteine ​​del latte sono anche composte da una catena di numerosi singoli amminoacidi che formano strutture complesse e compatte in condizioni native. Il calore o le sostanze chimiche rompono la configurazione compatta, facendo srotolare le catene.

Monocristalli d'oro e fibre legate

Molte di queste fibre proteiche del latte si organizzano poi in fibre più spesse, fibre elicoidali. I ricercatori hanno aggiunto oro sotto forma di sale alla soluzione acida delle fibre. Le fibre proteiche permettono all'oro di ridursi in piccole lamine del diametro di un micrometro e dello spessore di 100 nanometri. L'oro cresce come un cosiddetto monocristallo e gli ioni d'oro formano un reticolo cristallino completamente privo di difetti.

Le lastre e le fibre d'oro si accumulano poi in strati. Il film sottile che rimane dopo la filtrazione si forma più o meno allo stesso modo della carta di cellulosa. Il nuovo materiale ibrido è molto stabile, ma cambia notevolmente le sue proprietà fisiche e ottiche quando viene a contatto con l'acqua.

Decorazione alimentare ibrida

Mezzenga vede una prima applicazione in gastronomia. Nelle applicazioni culinarie, l'oro puro ha un codice E-Number approvato (E-175) che ne consente l'uso come additivo negli alimenti e infatti le foglie d'oro sono state a lungo utilizzate per decorare i dolci, bevande e altri cibi appositamente preparati. Poiché il nuovo materiale ibrido è composto da oro e proteine ​​alimentari, i ricercatori non prevedono alcun ostacolo nell'utilizzarlo per scopi culinari, riducendo così notevolmente il costo di utilizzo dell'oro puro.

Ancora più interessante, però, sono le insolite proprietà ottiche della "carta d'oro", soprattutto perché l'oro è disponibile come monocristalli. Queste proprietà cambiano in base al valore del pH, ad esempio, il che significa che il materiale ibrido potrebbe essere utilizzato per le misurazioni dell'acidità nei sensori. La "carta" è anche conduttiva in misura variabile a seconda della sua composizione e si presta ad applicazioni in microelettronica.

Quadrante dell'orologio in foglia lactogold

Perché, al valore nominale, la carta d'oro è appena distinguibile dalla foglia d'oro – ha la lucentezza e il colore dell'oro – può essere interessante anche per l'industria dell'orologeria e della gioielleria, che potrebbe ridurre la loro domanda per il metallo prezioso con foglia d'oro proteico. Per imitare la foglia d'oro, il materiale ibrido necessita solo di un rapporto di un terzo in peso di oro. Il nuovo materiale sarebbe quindi solo il biglietto per dorare i numeri sui quadranti degli orologi da polso, ad esempio. "Se consideri quanto costa l'oro puro, questo nuovo materiale fa una differenza enorme, " dice il professore dell'ETH-Zurigo. Da un lato, potrebbe aiutare a ridurre la domanda globale di oro e quindi alleviare la pressione sulle risorse naturali; d'altra parte, il materiale ibrido amplia i campi di applicazione del metallo.

I ricercatori hanno depositato un brevetto per la loro invenzione. Mezzenga spera che l'industria mostri interesse per il nuovo materiale. "L'oro è un argomento delicato. Tuttavia, il potenziale per le applicazioni è vasto."