Ученые раскрыли секрет «вечной» устойчивости золота к коррозии

Почему благородный металл не тускнеет

Как сообщает НВ — Техно: Фото: pexels.com

Специалисты из Университета Тулейн выяснили, что золото не ржавеет благодаря уникальной способности его поверхности самостоятельно восстанавливаться после повреждений. При этом атомы выстраиваются в плотный гексагональный узор, который не дает молекулам кислорода расщепляться и запускать процесс окисления. В результате скорость реакции на такой восстановленной поверхности падает в миллиард-триллион раз.

Ход исследования и ключевые выводы

Работу выполнили химики-вычислители Санту Бисвас и Мэттью Монтемор, применив квантово-механическое моделирование. Они сравнили поведение кислорода на двух типах золотых поверхностей:

• восстановленной (реконструированной);
• невосстановленной.

Когда на металле появляется свежий срез, царапина или разрез, внешние атомы золота перестраиваются в более плотный гексагональный узор. На такой реконструированной поверхности молекулы кислорода не могут разделиться настолько, чтобы запустить окисление. В то же время невосстановленная поверхность с квадратным расположением атомов, наоборот, дает кислороду возможность для расщепления.

«Насколько неохотно реконструированное золото вступает в реакцию окисления, стало для нас настоящим сюрпризом», - отметил Мэттью Монтемор.

Еще с 1980-х годов было известно, что наночастицы золота катализируют реакции активнее, чем массивный металл. Теперь ученые предполагают, что мелкие частицы не успевают или не могут полностью перейти в реконструированное состояние. Это открытие объясняет их каталитические свойства и может серьезно повлиять на научные и промышленные разработки. Для русскоязычных читателей стоит подчеркнуть: понимание таких механизмов помогает создавать более эффективные катализаторы, что особенно важно для химической промышленности и экологических технологий.

Результаты работы подчеркивают, насколько важно разбираться в физико-химических свойствах материалов вроде золота для прогресса в новых технологиях. В частности, полученные данные можно применить для разработки катализаторов, которые снизят энергозатраты и повысят эффективность химических процессов в самых разных сферах - от «зеленой» энергетики до медицины.