금은 오랫동안 금속계의 우등생이었으며, 덜 권위 있는 동료들처럼 변색되기를 거부해 왔습니다. 이제 툴레인 대학 연구진이 그 이유를 알아냈습니다: 단순히 화학 문제가 아니라, 원자들이 '산소 출입 금지'라고 말하는 배열을 이루기 때문입니다.

《Physical Review Letters》에 발표된 연구에 따르면, 특정 금 표면의 원자들은 자연스럽게 보호 패턴으로 이동하여 산소가 금속과 반응하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다. 이는 금 장신구가 녹슨 못처럼 보이지 않고 수세기를 견딜 수 있는 이유를 설명합니다.

툴레인 대학 화학공학과 부교수 매튜 몬테모어는 "사람들은 일반적으로 금이 산소와 강하게 상호작용하지 않기 때문에 변색되지 않는다고 생각했습니다. 우리가 보여주는 것은 가장 흔한 두 가지 금 표면 유형에서 표면 원자들이 실제로 재배열되어 금이 산화에 훨씬 더 저항하게 만든다는 것입니다."라고 말했습니다.

컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 몬테모어와 공동 저자 산투 비스와스는 산소 분자가 두 가지 일반적인 금 표면과 상호작용하는 방식을 모델링했습니다. 그들은 원자 재배열이 없으면 산소가 분해되어 반응할 수 있음을 발견했습니다. 대신, 재구성은 반응을 10억에서 1조 배까지 제한하여 원자 규모의 힘장을 만듭니다.

금 목걸이가 여전히 빛나는 이유를 설명하는 것 외에도, 이 연구는 플라스틱용 초산비닐 생산이나 자동차 배기가스에서 일산화탄소 제거와 같은 산업 공정에 사용되는 금 기반 촉매를 향상시킬 수 있습니다. 몬테모어는 "금을 속여 산소를 분해하게 하면 실제로 매우 효과적인 촉매가 될 수 있습니다."라고 말했습니다. 연구팀은 이러한 표면 재배열을 방지하거나 역전시킴으로써 과학자들이 금의 촉매 잠재력을 발휘하여 완고함을 초능력으로 바꿀 수 있다고 제안합니다.