vor 3 StundenWarum rostet Gold nicht? Wissenschaftler erkennen “atomische Argumentation” nach der Ausdauer von Edelmetall
Periskopi(vor einem Monat)
(vor einem Monat)Es gibt mehrere Gründe, warum Gold als eines der kostbarsten Metalle der Welt gilt, und eines der besonderen ist, dass es nicht leicht rost, fleck oder erodiert. Im Gegensatz zu vielen anderen Metallen, bewahrt es seinen gelben Glanz für Tausende von Jahren.
In der Chemie wird diese Eigenschaft <x0) chemische Kapazität” genannt, was eine sehr geringe Aktivität mit anderen Substanzen, insbesondere Sauerstoff, bedeutet, die die primäre Quelle von Rost in normalen Metallen ist.
Wissenschaftler hatten schon lange gewusst, dass Gold zu inert ist, aber es war nicht ganz klar, warum es auf atomarer Ebene geschieht. Eine neue Studie zweier Chemiker, Santu Biswas und Matthew M. Montemore von der Tulane University in den USA, bietet eine tiefere Erklärung.
Laut ihnen liegt das Geheimnis darin, wie Atome auf der Oberfläche von Gold aufgelistet werden. Auf Goldoberflächen neigen Atome dazu, in eine sehr kompakte und geordnete Struktur, in der Regel sechseckig organisiert zu werden.
Diese Struktur ist sehr stabil und erzeugt einen “, der die natürliche” spart, was es schwierig macht, Sauerstoffmoleküle mit der Metalloberfläche zu interagieren. In der Praxis bedeutet dies, dass Sauerstoff nicht leicht in einzelne Atome aufgeteilt werden kann, um den Oxidationsprozess zu starten, der der erste Schritt des Rostens ist.
Forscher fanden heraus, dass Gold, wenn diese Oberflächenstruktur verändert wird, viel reaktiver werden kann. Wenn Atome nicht in der üblichen dichten Weise aufgereiht sind, sondern in offeneren oder quadratischeren Strukturen, können Sauerstoffmoleküle viel einfacher zu brechen sein.
In einigen Fällen tritt dies Milliarden bis Billionen Mal schneller als auf normalen Oberflächen von Gold auf. Dies erklärt ein interessantes Paradox, der Grund, warum Masse - geformtes Gold ist so inert, während seine Nano-Teile sehr reaktiv sein können.
Auf der Nanoskala ist Gold nicht immer in der Lage, seine übliche kompakte Struktur zu bilden, so dass Bereiche offener und aktiver chemisch. Diese Bereiche können leichter mit Sauerstoff interagieren und für chemische Reaktionen aktivieren.
Diese Entdeckung ist nicht nur wichtig, um die Natur von Gold zu verstehen, sondern auch für praktische Anwendungen. Gold ist aufgrund seiner Inertität ein guter Kandidat für chemische Katalysatoren, die helfen, Reaktionen zu beschleunigen, ohne sich selbst zu konsumieren.
Seine geringe Inaktivität war jedoch immer eine Einschränkung. Die neue Forschung legt nahe, dass Wissenschaftler durch die Änderung der Oberflächenstruktur von Gold effizientere Katalysatoren für Reaktionen wie die Umwandlung von Kohlenmonoxid in Kohlendioxid erzeugen können.
Im Wesentlichen ist der Widerstand gegen Rost kein Schlüssel “Strategie”, sondern eine einfache Folge seiner stabileren atomaren Struktur. Und dieselbe Ausdauer, die es unsterblich zu Erosion macht, kann auch der Schlüssel zu neuen Anwendungen in Chemie und Technik sein.
