Защо златото не ръждясва? Учените откриват “атомна логика” след издръжливостта на благородни метали

В химията това свойство се нарича <x0 химически капацитет”, което означава много ниска активност с други вещества, особено кислород, който е основният източник на ръжда в нормалните метали.

Учените отдавна знаеха, че златото е твърде инертни, но не беше съвсем ясно защо се случва на атомно ниво. Ново проучване от двама химици, Санту Бисвас и Матю М. Монтимор от Тулейнския университет в САЩ предлага по-дълбоко обяснение.

Според тях тайната се крие в това как атомите са изброени на повърхността на златото. На златни повърхности атомите са склонни да бъдат организирани в много компактна и подредена структура, обикновено шестоъгълна.

Тази структура е много стабилна и създава “, което спестява естествените”, което затруднява взаимодействието на кислородните молекули с металната повърхност. На практика това означава, че кислородът не може лесно да бъде разделен на отделни атоми, за да започне процеса на окисление, което е първата стъпка от ръждясването.

Изследователите установили, че ако тази повърхностна структура се промени, златото може да стане много по - реактивно. Когато атомите не са подредени по обичайния плътен начин, но в по-отворени или квадратни структури, кислородните молекули могат да бъдат много по-лесни за разграждане.

В някои случаи това се случва милиарди до трилиони пъти по-бързо, отколкото на нормалните повърхности на златото. Това обяснява един интересен парадокс, причината, поради която масовото злато е толкова инертни, докато наночастите му могат да бъдат много реактивни.

По нано скалата златото не винаги е в състояние да формира обичайната си компактна структура, оставяйки районите по-отворени и по-активни химически. Тези зони могат да взаимодействат по-лесно с кислорода и да го активират за химични реакции.

Това откритие е важно не само да се разбере естеството на златото, но и да се използват практически. Поради своята безплодност златото е добър кандидат за химически катализатори, които помагат за ускоряване на реакциите без да се консумират.

Но слабото му бездействие винаги е било ограничение. Новото изследване предполага, че чрез промяна на структурата на повърхността на златото учените могат да създадат по-ефективни катализатори за реакции като превръщането на въглероден оксид във въглероден диоксид.

По същество съпротивлението на ръждата не е ключ “стратегия”, а просто следствие от по-стабилната му атомна структура. И същата тази издръжливост, която го прави безсмъртен за ерозия, може да бъде ключът към новите приложения в химията и технологиите.