för 12 dagar sedanVarför inte guld rost? Forskare upptäcker “atomiskt resonemang” efter uthålligheten av ädelmetall
Periskopi(för en månad sedan)
(för en månad sedan)Det finns flera anledningar till att guld anses vara en av de mest ädla metallerna i världen, och en av de mest speciella är att det inte rostar, fläckar eller eroderar lätt. Till skillnad från många andra metaller bevarar den sin gula glöd i tusentals år.
I kemi kallas denna egenskap <x0) kemisk kapacitet”, vilket innebär en mycket låg aktivitet med andra ämnen, särskilt syre, som är den primära källan till rost i normala metaller.
Forskare hade länge vetat att guld är för inert, men det var inte helt klart varför det händer på atomnivå. En ny studie av två kemister, Santu Biswas och Matthew M. Montemore från Tulane University i USA erbjuder en djupare förklaring.
Enligt dem ligger hemligheten i hur atomer listas på ytan av guld. På guldytor tenderar atomer att organiseras i en mycket kompakt och ordnad struktur, vanligtvis hexagonal.
Denna struktur är mycket stabil och det skapar en “som sparar den naturliga” som gör det svårt att interagera syremolekyler med metallytan. I praktiken innebär detta att syre inte lätt kan delas in i enskilda atomer för att starta oxidationsprocessen, vilket är det första steget av rost.
Forskare fann att om denna ytstruktur ändras kan guld bli mycket mer reaktivt. När atomer inte är uppradade på det vanliga täta sättet, men i mer öppna eller kvadratiska strukturer kan syremolekyler vara mycket lättare att bryta ner.
I vissa fall sker detta miljarder till trillioner av gånger snabbare än på normala ytor av guld. Detta förklarar en intressant paradox, anledningen till att massformat guld är så inert, medan dess nanodelar kan vara mycket reaktiva.
På nanoskalan kan guld inte alltid bilda sin vanliga kompakta struktur och lämna områden mer öppna och mer aktiva kemiskt. Dessa områden kan interagera lättare med syre och aktivera det för kemiska reaktioner.
Denna upptäckt är viktig inte bara för att förstå naturen av guld utan också för praktisk användning. På grund av sin inertitet är guld en bra kandidat för kemiska katalysatorer, som hjälper till att påskynda reaktioner utan att konsumera sig själv.
Men dess låga inaktivitet har alltid varit en begränsning. Den nya forskningen tyder på att genom att ändra ytstrukturen av guld kan forskare skapa effektivare katalysatorer för reaktioner som att omvandla kolmonoxid till koldioxid.
I huvudsak är motståndet mot rost inte en nyckel “strategi”, men en enkel konsekvens av dess mer stabila atomstruktur. Och samma uthållighet, som gör det odödligt för erosion, kan också vara nyckeln till nya användningsområden inom kemi och teknik.
