باحثو تولين يشرحون أخيرًا لماذا لا يصدأ الذهب - اللوم على رقصة الذرات الواقية

لطالما كان الذهب المتفوق بين المعادن، رافضًا أن يصدأ مثل نظرائه الأقل شأنًا. الآن، اكتشف باحثو جامعة تولين السبب: الأمر لا يتعلق فقط بالكيمياء، بل أيضًا بتشكل الذرات بطريقة تقول 'لا للأكسجين'.

الدراسة المنشورة في Physical Review Letters تكشف أن الذرات على أسطح ذهبية معينة تتحول طبيعيًا إلى أنماط واقية، مما يجعل من الصعب جدًا على الأكسجين التفاعل مع المعدن. هذا يفسر لماذا يمكن لمجوهراتك الذهبية البقاء لقرون دون أن تبدو مثل مسمار صدئ.

قال ماثيو مونتمور، الأستاذ المشارك في الهندسة الكيميائية بجامعة تولين: 'اعتقد الناس عمومًا أن الذهب لا يصدأ ببساطة لأنه لا يتفاعل بقوة مع الأكسجين. ما نظهره هو أنه بالنسبة لنوعين من أكثر أسطح الذهب شيوعًا، فإن الذرات السطحية تعيد ترتيب نفسها بطريقة تجعل الذهب أكثر مقاومة للأكسدة.'

باستخدام محاكاة حاسوبية، قام مونتمور والمؤلف المشارك سانتو بيسواس بنمذجة كيفية تفاعل جزيئات الأكسجين مع سطحين ذهبيين شائعين. وجدوا أنه بدون إعادة الترتيب الذري، يمكن للأكسجين أن ينفصل ويتفاعل. بدلاً من ذلك، يحد إعادة الهيكلة من التفاعلات بعامل يتراوح بين مليار إلى تريليون، مما يخلق مجال قوة على المستوى الذري.

إلى جانب تفسير سبب بقاء سلسلتك الذهبية لامعة، يمكن أن يعزز البحث المحفزات القائمة على الذهب المستخدمة في العمليات الصناعية مثل إنتاج أسيتات الفينيل للبلاستيك أو إزالة أول أكسيد الكربون من عوادم السيارات. قال مونتمور: 'إذا تمكنت من خداع الذهب لتفكيك الأكسجين، يمكن أن يصبح محفزًا فعالاً جدًا.' يقترح الفريق أنه بمنع أو عكس هذه التعديلات السطحية، قد يفتح العلماء الإمكانات التحفيزية للذهب - تحويل عناده إلى قوة خارقة.