Gold war schon immer der Überflieger unter den Metallen und weigerte sich, wie seine weniger angesehenen Kollegen anzulaufen. Jetzt haben Forscher der Tulane University herausgefunden, warum: Es liegt nicht nur an der Chemie, sondern auch daran, dass die Atome eine Formation einnehmen, die besagt: „Sauerstoff nicht erwünscht.“

Die im Fachblatt Physical Review Letters veröffentlichte Studie zeigt, dass Atome auf bestimmten Goldoberflächen auf natürliche Weise in schützende Muster übergehen, was es Sauerstoff extrem erschwert, mit dem Metall zu reagieren. Das erklärt, warum Ihr Goldschmuck Jahrhunderte überdauern kann, ohne wie ein rostiger Nagel auszusehen.

Matthew Montemore, außerordentlicher Professor für Chemieingenieurwesen an der Tulane University, sagte: „Die Leute dachten allgemein, Gold laufe nicht an, weil es nicht stark mit Sauerstoff interagiere. Was wir zeigen, ist, dass sich die Oberflächenatome bei zwei der häufigsten Goldoberflächentypen tatsächlich so umordnen, dass das Gold viel widerstandsfähiger gegen Oxidation wird.“

Mithilfe von Computersimulationen modellierten Montemore und Co-Autor Santu Biswas, wie Sauerstoffmoleküle mit zwei gängigen Goldoberflächen interagieren. Sie fanden heraus, dass Sauerstoff ohne die atomare Umordnung gespalten werden und reagieren könnte. Stattdessen schränkt die Umstrukturierung die Reaktionen um den Faktor eine Milliarde bis eine Billion ein und erzeugt ein Kraftfeld im atomaren Maßstab.

Abgesehen davon, dass erklärt wird, warum Ihre Goldkette immer noch glänzt, könnte die Forschung goldbasierte Katalysatoren voranbringen, die in industriellen Prozessen wie der Herstellung von Vinylacetat für Kunststoffe oder der Entfernung von Kohlenmonoxid aus Autoabgasen eingesetzt werden. „Wenn man Gold dazu bringen kann, Sauerstoff zu dissoziieren, kann es tatsächlich ein sehr effektiver Katalysator werden“, sagte Montemore. Das Team schlägt vor, dass Wissenschaftler durch Verhinderung oder Umkehrung dieser Oberflächenumordnungen das katalytische Potenzial von Gold freisetzen könnten – und seine Sturheit in eine Superkraft verwandeln.