Атомната структура на златото може да е причината за вечния му блясък

Ваня Милева Последна промяна на 26 May 2026 в 15:36 1978 0

Снимка, показваща необработен златен къс. Изглежда безупречен и лъскав.

Кредит Wikimedia Commons
Защо златото не потъмнява с времето?

Златото е ценено от хилядолетия заради вечния си блясък. Ново проучване предполага, че атомите му се пренареждат, за да го запазят в това състояние.

Златото е ценено високо от различни култури в продължение на хиляди години. Тази трайна привлекателност идва от комбинация от два фактора – неговата рядкост и устойчивостта му на потъмняване, ръжда или корозия. Накратко, златен предмет, създаден преди стотици години, ще има същия блясък днес, както когато е бил направен.

Дълго време се е смятало, че способността на златото да запазва перфектния си вид – което го прави най-"благородния" от всички известни метали – се е дължала на уникалния му химичен състав, но ново проучване предполага, че самите му атоми се пренареждат, за да го предпазят от окисляване.

Освен че е ценно и красиво, златото играе все по-важна роля като катализатор за инженерството и наночастиците, където помага за ускоряване на химичните реакции. Но способността на златото да се съпротивлява на окисляването – процесът, при който металът потъмнява или ръждясва – също ограничава неговата полезност в химическото производство и енергийните приложения.

Това е така, защото много промишлени и енергийно свързани реакции зависят от метали, които могат временно да се окисляват и редуцират отново. Изключителната устойчивост на златото на окисление означава, че то не е склонно да активира молекули като кислород, които са от съществено значение за химичните трансформации.

За да подобрят ефективността на златото като катализатор, изследователите са се опитали да го комбинират с други метали или да използват малки златни наночастици върху оксидни повърхности. Това обаче е имало ограничен успех, което е довело до системи, които разчитат на специфични размери на частиците, повърхностни дефекти или други материали, което затруднява контрола или мащабирането.

Но откритието, че наночастиците от злато могат да се използват за ограничено активиране на кислорода, повдигна важни въпроси защо малки количества от него се държат по този начин. Може би отговорът се крие в начина, по който атомите са разположени на повърхността на материала.

В ново проучване, изследователи от университета Тулейн са използвали компютърни симулации, които предсказват как ще се държат атомите и електроните, за да видят как кислородните молекули взаимодействат с обичайните повърхностни структури на златото. Те са откриват, че някои златни повърхности могат естествено да се пренаредят, за да образуват защитни модели, които потискат активирането на кислорода.

"Хората обикновено смятат, че златото не потъмнява, просто защото не взаимодейства силно с кислорода", обяснява в изявление Матю Монтемор ( Matthew Montemore) от университета Тулейн в Луизиана.

"Показахме, че при два от най-често срещаните типове златни повърхности, повърхностните атоми всъщност се пренареждат по начин, който прави златото много по-устойчиво на окисляване."

Когато Монтемор и колегите му провеждат симулациите, откриват, че кислородните молекули могат да бъдат много по-реактивни със златото, ако то няма тази способност за пренареждане. Оказва се, че тази способност всъщност потиска кислородните реакции с коефициент от един милиард до един трилион, като по същество създава бариера в атомен мащаб, която запазва златото в чисто състояние.

Това обяснение може да отвори вратата за нови начини за използване на златото за усъвършенстване на катализирането.

Златно-паладиеви катализатори вече се използват за винилацетат, който служи като градивен елемент за пластмаси и други материали. Учените също така проучват начини за използване на златни катализатори за пречистване на въглероден оксид в автомобилните изгорели газове и за производство на пропиленов оксид – ценен индустриален химикал.

"Ако можем да накараме златото да дисоциира кислород, то всъщност може да се превърне в много ефективен катализатор за определени реакции", обяснява Монтемор.

"Нашата работа предлага нова стратегия за потенциално постигане на това чрез предотвратяване или обръщане на тези пренареждания на повърхността."

Справка: Role of Reconstruction in the Inertness of Gold toward Oxygen; Santu Biswas and Matthew M. Montemore; Phys. Rev. Lett. 136, 206203 – Published 21 May, 2026; DOI: https://doi.org/10.1103/g3bc-t1qv

Източник: Gold's Atomic Structure May Be The Secret Behind Its Eternal Shine

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !