Forskare vid University of Leeds har skapat en ny form av guld som bara är två atomer tjockt – det tunnaste guld utan stöd som någonsin skapats.

Forskarna mätte tjockleken på guldet till 0,47 nanometer – det är en miljon gånger tunnare än en mänsklig fingernagel. Materialet betraktas som 2D eftersom det bara består av två lager av atomer som sitter ovanpå varandra. Alla atomer är ytatomer – det finns inga "bulk"-atomer gömda under ytan.

Materialet kan ha storskaliga tillämpningar inom medicinteknik- och elektronikindustrin – och även som en katalysator för att påskynda kemiska reaktioner i en rad industriella processer.

Laboratorietester visar att det ultratunna guldet är 10 gånger effektivare som katalytiskt substrat än de för närvarande använda guldnanopartiklarna, som är 3D-material med majoriteten av atomerna som finns i huvuddelen snarare än på ytan.

Forskare tror att det nya materialet också kan utgöra grunden för konstgjorda enzymer som kan appliceras snabbt, medicinska diagnostiska tester och i vattenreningssystem.

Tillkännagivandet att den ultratunna metallen hade syntetiserats framgångsrikt gjordes i journalen Avancerad vetenskap .

Tidningens huvudförfattare, Dr Sunjie Ye, från Leeds' Molecular and Nanoscale Physics Group och Leeds Institute of Medical Research, sa:"Detta arbete är en landmärkeprestation.

"Det öppnar inte bara för möjligheten att guld kan användas mer effektivt i befintliga tekniker, det tillhandahåller en väg som skulle göra det möjligt för materialforskare att utveckla andra 2D-metaller.

"Denna metod kan förnya nanomaterialtillverkning."

Forskargruppen vill arbeta med industrin om sätt att skala upp processen.

Syntetisering av guldnanoarket sker i en vattenlösning och börjar med kloroursyra, ett oorganiskt ämne som innehåller guld. Det reduceras till sin metalliska form i närvaro av ett "inneslutningsmedel" - en kemikalie som uppmuntrar guldet att bildas som ett ark, bara två atomer tjocka.

På grund av guldets nanoskala dimensioner, det ser grönt ut i vattnet – och givet sin form, forskarna beskriver det som guld nanoseaweed.

Bilder tagna från ett elektronmikroskop avslöjar hur guldatomerna har formats till ett välorganiserat gitter. Andra bilder visar guld nanosång som har färgats på konstgjord väg.

Professor Stephen Evans, chef för Leeds' Molecular and Nanoscale Research Group som övervakade forskningen, sa att de avsevärda vinsterna som kan uppnås genom att använda dessa ultratunna guldplåtar beror på deras höga förhållande mellan yta och volym.

Han sa:"Guld är en mycket effektiv katalysator. Eftersom nanoskivorna är så tunna, nästan varje guldatom spelar en roll i katalysen. Det betyder att processen är mycket effektiv."

Standardtester avslöjade att guldplåt i nanoskala var tio gånger effektivare än guldnanopartiklar som konventionellt används inom industrin.

Professor Evans sa:"Våra data tyder på att industrin kan få samma effekt av att använda en mindre mängd guld, och detta har ekonomiska fördelar när du pratar om en ädelmetall."

Liknande benchmark-tester visade att guldplåtarna kunde fungera som mycket effektiva artificiella enzymer.

Flingorna är också flexibla, vilket innebär att de kan utgöra grunden för elektroniska komponenter för böjbara skärmar, elektroniska bläck och transparenta ledande displayer.

Professor Evans tror att det oundvikligen kommer att göras jämförelser mellan 2-D-guldet och det allra första 2-D-materialet som någonsin skapats - grafen, som tillverkades vid University of Manchester 2004.

Han sa:"Översättningen av nytt material till fungerande produkter kan ta lång tid och du kan inte tvinga det att göra allt du skulle vilja. Med grafen, folk har trott att det skulle kunna vara bra för elektronik eller för transparenta beläggningar – eller som kolnanorör som skulle kunna få en hiss att ta oss ut i rymden på grund av dess superstyrka.

"Jag tror att vi med 2D-guld har några mycket bestämda idéer om var det skulle kunna användas, speciellt vid katalytiska reaktioner och enzymatiska reaktioner. Vi vet att det kommer att vara mer effektivt än befintlig teknik – så vi har något som vi tror att folk kommer att vara intresserade av att utveckla med oss."