Виявилося, що золото зовсім не такий інертний метал, як усі думали.
Золото часто називають благородним металом, однак що стоїть за цим словом, до кінця не було зрозуміло. Тепер вчені офіційно пояснили, чому протягом століть цей метал не втрачає своєї цінності, пише Indian Defence Review.
Як відомо, чисте золото практично не вступає в реакцію з киснем. Це означає, що метал не іржавіє, залишаючись незмінним сотні й тисячі років. При цьому, як з’ясувала сучасна наука, наночастинки золота ефективно прискорюють реакції, зокрема ті, що відбуваються за участю кисню. Це ті самі реакції, які викликають іржу та потьмяніння інших металів.
Дослідники з Університету Тулейн вирішили розібратися в цьому протиріччі на атомному рівні, вивчивши взаємодію молекул кисню з двома найпоширенішими структурами на поверхні золота.
Іржа зазвичай починається з того, що молекула кисню розщеплюється на два окремі атоми й прикріплюється до поверхні металу. За словами дослідників, саме на цьому етапі й проявляються особливі властивості золота. На місці будь-якої нової подряпини атоми золота фізично розташовуються інакше.
У результатах дослідження вчені пояснили, що раніше вважали, ніби золото не тьмяніє, оскільки не реагує з киснем. Однак тепер вони зрозуміли, що стійкість до окислення досягається завдяки тому, що атоми фактично перебудовують поверхню заново.
Цей процес вони назвали реконструкцією поверхні. Це відбувається, коли найзовнішніші атоми щойно відкритої золотої поверхні розташовуються в іншому порядку, ніж той, у якому вони перебували всередині основного металу. Моделювання показало, що нереконструйовані поверхні з більш пухким, квадратним розташуванням атомів залишали достатньо місця для розщеплення молекул кисню. Однак, щойно атоми укладалися в більш щільне розташування, схоже на гексагон, це розщеплення ставало складнішим.
Масштаб відкриття застав дослідницьку групу зненацька. Згідно з дослідженням, реакція з киснем на реконструйованих золотих поверхнях сповільнювалася в мільярд-трильйон разів.
"Це відкриття змінює уявлення хіміків про знамениту міцність золота. Замість того, щоб просто ігнорувати кисень, його поверхня має тенденцію набувати низькоенергетичної геометричної форми, яка, як виявилося, також є найбільш стійкою до окислення", – йдеться в статті.
Звісно, захист не є абсолютним, оскільки сам оксид золота – нестабільна сполука. Проте стає зрозумілим, що золото – не просто інертний метал, як вважалося раніше, а здатне змінювати свою зовнішню структуру. Це також пояснює довговічність золотих монет та ювелірних виробів.
Нагадаємо, що у 2019 році австралійські дослідники виявили, що звичайний ґрунтовий гриб Fusarium oxysporum проявив здатність не тільки взаємодіяти із золотом, а й буквально "покривати" себе ним, використовуючи метал як своєрідний захист. За словами дослідників, гриб здатний окислювати частинки золота в навколишньому середовищі, розчиняти їх, а потім знову осаджувати у вигляді твердих частинок на своїй поверхні.