Исследователи из Тулейнского университета обнаружили новый механизм, который защищает золото от потускнения. Как выяснилось, его знаменитая стойкость к окислению зависит не только от химических свойств, но и от того, как атомы располагаются на поверхности металла.
В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, ученые объясняют, что поверхностные атомы золота способны самопроизвольно перестраиваться. Они образуют особые защитные структуры, которые мешают кислороду вступать в реакцию с металлом. Авторы работы смоделировали на компьютере взаимодействие молекул кислорода с двумя наиболее распространенными типами золотых поверхностей и подтвердили этот эффект.
Согласно расчетам, такая атомная перестройка снижает скорость реакции с кислородом в миллиарды и даже триллионы раз. Именно этот физический барьер позволяет золотым монетам, украшениям и другим изделиям сохранять свой блеск на протяжении веков.
Открытие может найти применение в промышленности. Золото уже используют как катализатор, например, при производстве винилацетата. Однако его химическая инертность, которая ценится в ювелирном деле, снижает его эффективность в реакциях, требующих взаимодействия с кислородом. Новое исследование предлагает способ обойти это ограничение.
По мнению ученых, если научиться управлять геометрией поверхности золота и предотвращать защитную перестройку атомов, можно значительно повысить его каталитическую активность. Этот подход может стать альтернативой существующим методам, таким как создание сплавов золота с другими металлами или применение наночастиц.
