Почему золото не ржавеет? Ученые обнаружили “атомные рассуждения” после выносливости драгоценного металла

В химии это свойство называется <x0) химической емкостью”, что означает очень низкую активность с другими веществами, особенно кислородом, который является основным источником ржавчины в нормальных металлах.

Ученые давно знали, что золото слишком инертно, но было не совсем понятно, почему это происходит на атомном уровне. Новое исследование двух химиков, Санту Бисваса и Мэтью М. Монтемора из Университета Тулейна в Соединенных Штатах предлагает более глубокое объяснение.

По их словам, секрет заключается в том, как атомы перечислены на поверхности золота. На золотых поверхностях атомы, как правило, организованы в очень компактную и упорядоченную структуру, обычно шестиугольную.

Эта структура очень стабильна и создает “, что сохраняет естественный”, что затрудняет взаимодействие молекул кислорода с поверхностью металла. На практике это означает, что кислород не может быть легко разделен на отдельные атомы, чтобы начать процесс окисления.

Исследователи обнаружили, что при изменении структуры поверхности золото может стать более реактивным. Когда атомы выстроены не обычным плотным образом, а в более открытых или квадратных структурах, молекулы кислорода могут быть гораздо легче разрушаться.

В некоторых случаях это происходит в миллиарды и триллионы раз быстрее, чем на обычных поверхностях золота. Это объясняет интересный парадокс, почему золото в форме массы настолько инертно, а его наночастицы могут быть очень реактивными.

В наномасштабе золото не всегда способно формировать свою обычную компактную структуру, оставляя участки более открытыми и более активными химически. Эти области могут легче взаимодействовать с кислородом и активировать его для химических реакций.

Это открытие важно не только для понимания природы золота, но и для практического использования. Из-за своей инертности золото является хорошим кандидатом для химических катализаторов, которые помогают ускорить реакции, не потребляя себя.

Однако его низкая бездеятельность всегда была ограничением. Новое исследование предполагает, что, изменяя структуру поверхности золота, ученые могут создавать более эффективные катализаторы для таких реакций, как превращение монооксида углерода в углекислый газ.

По сути, устойчивость к ржавчине является не ключевой стратегией “, а простым следствием ее более стабильной атомной структуры. И та же выносливость, которая делает его бессмертным для эрозии, также может быть ключом к новым применениям в химии и технологии.