Исключительная ценность золота на Земле во многом обусловлена его химическим благородством – уникальной устойчивостью к коррозии, ржавчине и потускнению. В отличие от других металлов, золото не вступает в реакцию с кислородом, благодаря чему сохраняет свой первоначальный блеск сквозь тысячелетия. Недавно американские химики-вычислители Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор из Тулейнского университета выяснили точную причину этого явления, рассказывает Science alert.

Читайте также Как Великая пирамида пережила землетрясения и уцелела: разгадка была прямо под ногами туристов

Почему золото не ржавеет?

С помощью компьютерного моделирования ученые исследовали, как молекулы кислорода взаимодействуют с различными вариантами расположения атомов на поверхности металла, сравнив два типа структур. На естественных для золота "реконструированных" поверхностях атомы образуют чрезвычайно плотный гексагональный узор, где молекулам кислорода банально не хватает пространства, чтобы разделиться и запустить процесс окисления.

Золото обладает уникальными свойствами / Фото Pixabay

В то же время на "нереконструированных" поверхностях с более рыхлыми квадратными или прямоугольными узорами геометрия обеспечивает достаточно свободного места, благодаря чему диссоциация кислорода происходит в миллиарды-триллионы раз легче. Это открытие раскрывает давнюю научную загадку, ведь в массивном объеме золото ведет себя как инертный металл, однако его наночастицы являются удивительно эффективными катализаторами для окислительных реакций, например, для преобразования угарного газа в углекислый.

Теперь понятно, что микроскопические частицы просто не успевают сформировать плотную шестиугольную защитную решетку, оставляя обнаженными уязвимые и реактивноспособные квадратные зоны. Ученые отмечают, что феноменальная устойчивость золота к коррозии – это лишь побочный эффект его стремления к максимальной атомной стабильности.

Новые данные открывают перспективную стратегию для инженерии, поскольку искусственное создание и стабилизация квадратных форм на поверхности золота позволит разработать высокоэффективные катализаторы, которые будут сочетать выносливость металла с мощной способностью активировать кислород без образования лишних побочных продуктов.