Zašto zlato kao najvrjedniji plemeniti metal nikad ne tamni?

Zlato je hiljadama godina cijenjeno zbog svog trajnog sjaja, ali istraživači sa Univerziteta Tjulejn otkrili su da otpornost zlata na tamnjenje zavisi od više faktora, a ne samo od njegove hemijske strukture.

U novoj studiji objavljenoj u časopisu Physical Review Letters, istraživači su otkrili da se atomi na površini zlata prirodno preuređuju u zaštitne obrasce koji drastično smanjuju reakcije sa kiseonikom.

Ovo otkriće pomaže da se objasni zašto zlatni nakit i drugi predmeti od zlata mogu ostati netaknuti i bez tamnjenja vjekovima, ali i ukazuje na mogućnost razvoja efikasnijih katalizatora na bazi zlata za industrijske i energetske primjene.

„Ljudi su uglavnom mislili da zlato ne tamni jednostavno zato što ne reaguje snažno sa kiseonikom“, rekao je Metju Montemor, vanredni profesor hemijskog inženjerstva na Školi nauke i inženjerstva Univerziteta Tjulejn.

„Ono što smo pokazali jeste da se kod dvije najčešće vrste zlatnih površina atomi na površini zapravo preuređuju na način koji zlato čini mnogo otpornijim na oksidaciju“, dodaje Montemor.

Simulcije otkrivaju odbranu na nivou atoma

Koristeći kompjuterske simulacije koje predviđaju ponašanje atoma i elektrona, Montemor i koautor Santu Bisvas, postdoktorski istraživač na Odjeljenju za hemijsko i biomolekularno inženjerstvo Univerziteta Tjulejn, proučavali su kako molekuli kiseonika reaguju sa dvije uobičajene strukture zlatnih površina.

Otkrili su da bi, bez ovog atomskog preuređivanja, molekuli kiseonika mogli mnogo lakše da se razdvoje i reaguju sa zlatom.

Umjesto toga, preuređene površine smanjuju reakcije kiseonika za faktor od milijardu do bilion puta, stvarajući praktično zaštitnu barijeru na atomskom nivou koja omogućava da zlato ostane sjajno gotovo neograničeno dugo.

Ovi rezultati nude novo objašnjenje jedne od najpoznatijih osobina zlata, ali i otvaraju vrata potencijalnim naprecima u oblasti katalize.

Kako stabilan metal postaje katalizator

Katalizatori na bazi zlata – materijali koji ubrzavaju hemijske reakcije – već se koriste u pojedinim industrijskim procesima oksidacije. Međutim, prirodna otpornost zlata na razdvajanje molekula kiseonika, ista osobina koja ga čini privlačnim za nakit i elektroniku, može istovremeno ograničiti njegovu primjenu u hemijskoj industriji i energetskim tehnologijama.

Katalizatori od zlata i paladijuma koriste se za proizvodnju vinil-acetata, hemijskog jedinjenja koje predstavlja osnovu za mnoge plastike i druge materijale. Istraživači takođe proučavaju primjenu zlatnih katalizatora za uklanjanje ugljen-monoksida iz izduvnih gasova automobila i proizvodnju propilen-oksida, važne industrijske hemikalije.

„Ako uspijete da ‘natjerate’ zlato da razdvaja molekule kiseonika, ono može postati veoma efikasan katalizator za određene reakcije. Naš rad ukazuje na novu strategiju kako bi to moglo da se postigne, sprečavanjem ili preokretanjem ovih površinskih preuređivanja“, rekao je Montemor.

Istraživači su tradicionalno pokušavali da poboljšaju zlatne katalizatore kombinovanjem zlata sa drugim metalima ili upotrebom sićušnih nanočestica zlata na oksidnim površinama. Nova otkrića sugerišu da bi sama geometrija površine mogla predstavljati još jedan put ka povećanju katalitičke aktivnosti zlata.

Najnovije vijesti u vašem džepu!

Uhapšen osumnjičeni za krađu nakita vrijednog 266 hiljada eura, zlato i dijamante još traže

Ova tri horoskopska znaka imaju ego do neba: Nikada neće reći izvini

Krediti kao svakodnevica – između olakšanja i finansijskog pritiska | Robin Hood

Novi filmovi u Cineplexxu: Poklanjamo karte