Zlato není jen to, co se třpytí. Zlaté nanočástice jdou s barvou ven

6. duben 2015

Zlaté nanočástice uměli vyrábět již naši dávní předkové. Co s nimi umí dělat moderní věda, dozvíte se v seriálu příspěvků Meteoru.


Příspěvky v Meteoru 4. 4. 2015
01:09 Hořčík a zlomeniny kostí
14:45 Liší se od sebe ženský a mužský mozek?
23:14 Izrael a válka o vodu
38:28 Zlato, jak ho neznáte
48:54 Umějí ptáci předpovídat počasí?


Červené, ne zlaté zlato

Zlato známe především jako zářivě lesklý kov, který nerezaví, nečerná ani jinak nemění svůj vzhled a vlastnosti. Proto je tak oblíbeným materiálem k výrobě šperků i k uchování hodnoty. Už odpradávna ale lidé znají i jiné podoby zlata, upozorňuje inženýr Filip Novotný z Českého vysokého učení technického.

„Koloidní zlato je sytě červený roztok. Lidé ho omylem vytvořili už ve starověké Číně. Bylo to v době, kdy se alchymistům konečně podařilo zlato rozpustit. Tehdy se zlatu připisovaly mýtické vlastnosti, že je to čistá esence, jelikož nejde rozpustit. Jeden alchymista ale přišel na lučavku královskou a zlato dokázal rozpustit. Když se snažil zpátky vysrážet kovové zlato, zjistil, že roztok na chvíli získal barvu lidské krve.“

Koloidní roztok zlata

To alchymisty fascinovalo. Mysleli si, že zlato v tekuté podobě dokáže člověka zbavit všech neduhů. Doporučovali proto pít takto připravený roztok jako elixír nesmrtelnosti. To se sice dodnes neprokázalo, ale zato díky tomu věda ví, že pití koloidního zlata není zas tak nebezpečné. Lidské tělo se s ním vypořádá.

Co je koloidní roztok

Proč zlato v roztoku mění barvu na červenou? Vědci to zjistili „až“ v devatenáctém století. Geniální úvahu Michaela Faradaye popisuje Filip Novotný:

„V roztoku jsou tak maličké částečky zlata, že už ani nespadnou na dno. Neustále je rozviřuje pouhý tepelný pohyb molekul vody. Kdybychom rozvířili ve vodě písek nebo bahno, kal – sediment – se usadí na dno. Ale takovýto roztok zlata nesedimentuje.“

Vědci tyto roztoky označují slovem koloidní. Podobně se chová například mléko nebo bílek ve vodě. Částice zlata v koloidním roztoku jsou ovšem tak maličké, že si doslova hrají se světlem.

„Kdybychom měli koncertní sál velký jako šířka lidského vlasu, tak by částice koloidního zlata byla v tomto srovnání velká jako hliněná kulička. Taková částice má najednou svou vlastní frekvenci, podobně jako píšťala varhan má svůj tón. U koloidního zlata to dopadlo tak, že má stejný ‚tón‘ jako zelená barva světla.“


Zlato v Meteoru
4.4. - Ve zlatě jsou všechny barvy
11.4. - Zlato a revoluce v lékařství
18.4. - Zlato jako detektor
25.4. - Zlato ovládá magnetismus

Bílá bez zelenomodré dá rudou

Když na koloidní zlato dopadne bílé denní světlo, částice mu „seberou“ zelenou složku a část modré. Výsledkem je zmiňovaná krvavá či rubínová barva. Ta imponovala nejen dávným alchymistům, ale i dnešním odborníkům včetně Filipa Novotného.

„Tomuto jevu se říká lokalizovaný plazmon. Zkráceně řečeno je to převod světla do kmitů elektronů na kovové nanočástici. Obor plazmonika se v současnosti celosvětově rozvíjí.“

Ladění barevných nanočástic

Popsané vlastnosti mají samozřejmě i další koloidní roztoky nepatrných částic kovu. Částice stříbra kmitají na „modré“ frekvenci, a proto má koloidní stříbro žlutou barvu. Vědci zjistili, že na výsledné vlastnosti světla má vliv i tvar a velikost těchto nanočástic. Filip Novotný je opět srovnává s hudebními nástroji.

„Zvoneček a triangl jsou oba z kovu, ale mají každý jiný tón. Kratší píšťaly varhan hrají vysokým tónem, obrovské tlusté píšťaly hrají hlubokým tónem. Podobné je to u zlatých nanotyčinek, které v laboratoři umíme vyrobit v různých délkách. Kratší absorbují modré světlo, které má kratší vlnovou délku a vyšší frekvenci. Dlouhé tyčinky absorbují červenou barvu, ta má delší vlnovou délku a nižší frekvenci. Máme možnost připravit koloidní zlato jakékoliv barvy.“

Změnou tvaru a velikosti zlatých nanočástic lze vytvořit různé barvy

Objev, že za to vděčíme nanočásticím, je poměrně nový. Ve skutečnosti jsou však podobné hrátky se světlem staré několik staletí. Barevná skla ve vitrážích už naši předkové vyráběli tak, že do roztaveného skla přidávali soli různých kovů. Takové barvy nikdy nevyblednou.

Zlaté nanočástice ovšem dokážou mnohem více než jen měnit barvu. Vědci například zkoumají, jestli by se s nimi nedalo léčit. Možná je přece na starých povídačkách o elixíru nesmrtelnosti zrnko pravdy.

autoři: Petr Sobotka , mas
Spustit audio