Почему благородный металл не ржавеет: новое открытие
24 июня, 22:00
Специалисты из Университета Тулейн разгадали загадку, почему золото не подвергается окислению. Оказалось, что на свежем срезе — будь то царапина или кристаллическая грань — атомы на поверхности металла перестраиваются, образуя более плотную гексагональную структуру. Именно эта перестройка мешает молекулам кислорода расщепляться и запускать процесс окисления. Для русскоязычных читателей стоит отметить, что золото издавна ценится за свою химическую инертность, но точный механизм этой защиты долгое время оставался загадкой.
Методы исследования и ключевые результаты
Исследование провели компьютерные химики Санту Бисвас и Мэттью Монтемор, применив квантово-механическое моделирование для анализа поведения кислорода на двух типах золотых поверхностей. На реконструированной поверхности с перестроенными атомами молекулы кислорода не могут расщепиться настолько, чтобы спровоцировать окисление. В то же время на нереконструированной поверхности с квадратным расположением атомов кислород получает возможность для расщепления.
Примечательно, что скорость окисления на реконструированной поверхности замедляется в миллиард-триллион раз.
Мэттью Монтемор отметил: 'То, насколько неохотно реконструированное золото вступает в реакцию окисления, стало для нас настоящим сюрпризом'.
В ходе работы также подтвердилось, что с 1980-х годов известно: наночастицы золота проявляют более высокую каталитическую активность, чем массивный металл.
Полученные данные углубляют понимание механизмов, обеспечивающих устойчивость золота к окислению. Это может иметь серьезные последствия для промышленности и научных исследований, особенно в оптимизации использования золота в катализаторах и технологиях, где важна его стойкость к коррозии.