سر مقاومة الذهب للتآكل يُكشف على المستوى الذري
الترتيب الذري لسطح الذهب
يظل الذهب النقي يحتفظ بلمعانه لفترات طويلة بينما تتغير ألوان المعادن الأخرى بسبب الأكسدة. يشير البحث إلى أن سر هذه المقاومة يكمن في كيفية إعادة ترتيب ذرات السطح عند تشكيله.
نتائج الدراسة من جامعة تولين
قام باحثان من جامعة تولين الأميركية بنشر دراسة في دورية “Physical Review Letters” أوضحوا فيها أن بعض أسطح الذهب تتخذ ترتيباً ذرياً يعيق بدء أكسدة الأكسجين.
آلية منع تفاعل الأكسجين
لتحدث أكسدة المعدن يجب أولا كسر جزيء الأكسجين إلى ذرتين حرتين ترتبطان بالسطح. أظهرت المحاكاة القائمة على ميكانيكا الكم أن سطح الذهب الجديد يعيد ترتيب ذراته من شكل مربع أو مستطيل إلى نمط شبه سداسي، مما يجعل عملية كسر الرابط أكثر صعوبة؛ إذ يجب على السطح أولا أن يتشوه ويعود إلى تكوين أقرب إلى المربع قبل أن يتمكن من فصل ذرات الأكسجين.
التأثير على التفاعل والتطبيقات
حسب حسابات الباحثين، يبطئ هذا الترتيب السطحي تفكك الأكسجين وتفاعلها مع الذهب بمقدار يتراوح بين مليار وتريليون مرة مقارنة بالأسطح التي لم تخضع لإعادة الترتيب. بالإضافة إلى تفسير بريق الذهب، قد تساعد هذه المعرفة في تحسين استخدام الذهب كمحفز؛ إذ أن مقاومته لتكسير جزيئات الأكسجين تحد من فعاليته في بعض التفاعلات الكيميائية،ويقترح الباحثون أن منع أو عكس إعادة ترتيب السطح قد يزيد من تفاعلية الذهب ويؤدي إلى إنتاج محفّزات أكثر كفاءة للقطاعات الكيميائية والطاقة.
