Золото давно считается отличником среди металлов, отказываясь тускнеть, как его менее престижные собратья. Теперь исследователи из Университета Тулейна выяснили, почему: дело не только в химии, но и в том, что атомы выстраиваются в формацию, которая говорит «кислороду вход воспрещён».

Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, показывает, что атомы на некоторых поверхностях золота естественным образом перестраиваются в защитные узоры, что чрезвычайно затрудняет реакцию кислорода с металлом. Это объясняет, почему ваши золотые украшения могут пережить века, не превратившись в ржавый гвоздь.

Мэттью Монтемор, доцент кафедры химической инженерии в Тулейне, сказал: «Люди обычно думали, что золото не тускнеет просто потому, что оно слабо взаимодействует с кислородом. Мы показываем, что для двух наиболее распространённых типов поверхности золота поверхностные атомы фактически перестраиваются таким образом, что делают золото гораздо более устойчивым к окислению».

Используя компьютерное моделирование, Монтемор и соавтор Санту Бисвас смоделировали, как молекулы кислорода взаимодействуют с двумя распространёнными поверхностями золота. Они обнаружили, что без атомной перестройки кислород мог бы расщепляться и вступать в реакцию. Вместо этого реструктуризация ограничивает реакции в миллиард-триллион раз, создавая силовое поле атомного масштаба.

Помимо объяснения, почему ваша золотая цепочка всё ещё блестит, исследование может улучшить катализаторы на основе золота, используемые в промышленных процессах, таких как производство винилацетата для пластмасс или удаление угарного газа из выхлопных газов автомобилей. «Если вы заставите золото диссоциировать кислород, оно может стать очень эффективным катализатором», — сказал Монтемор. Команда предполагает, что, предотвращая или обращая вспять эти поверхностные перестройки, учёные могут раскрыть каталитический потенциал золота, превратив его упрямство в суперсилу.