دلیل زنگ نزدن طلا کشف شد؛ کشف سپرِ دفاعی طلا

به گزارش سایت اخبار طلا و جواهر گلدنیوز؛ طلا قرن‌هاست که به دلیل درخشش جاودانه و مقاومت خیره‌کننده‌اش در برابر زنگ‌زدگی و کدر شدن، به عنوان پادشاه فلزات شناخته می‌شود. این ویژگی که در شیمی با عنوان «نجابت» (Chemical Nobility) شناخته می‌شود، به این معناست که طلا به سختی با محیط اطراف خود واکنش نشان می‌دهد. اما اکنون، دو شیمیدان محاسباتی از دانشگاه تولین آمریکا، برای اولین بار پرده از مکانیسم اتمی این پدیده برداشته‌اند.

سدِ اتمی؛ معماریِ ضدِ خوردگی

تحقیقات «سانتو بیسواس» و «متیو ام. مونته‌مور» که در مجله Physical Review Letters منتشر شده، نشان می‌دهد که راز مقاومت طلا در نحوه چیدمان اتم‌های سطحی آن نهفته است. در طلای توده‌ای (قطعات بزرگ)، اتم‌ها در الگویی شش‌ضلعی و بسیار فشرده کنار هم قرار گرفته‌اند. این آرایش به قدری متراکم است که مولکول‌های اکسیژن هنگام برخورد با سطح طلا، فضای کافی برای تجزیه شدن و آغاز واکنش اکسیداسیون را پیدا نمی‌کنند. در واقع، زنگ نزدن طلا نه یک انتخاب عمدی، بلکه «عوارض جانبیِ» پایدارترین آرایش اتمی این فلز است.

وقتی نانوذرات، قوانین بازی را تغییر می‌دهند

این کشف علمی یک پرسش بزرگ را پاسخ می‌دهد: چرا نانوذرات طلا – برخلاف طلای توده‌ای – می‌توانند کاتالیزورهای قدرتمندی برای واکنش‌های شیمیایی باشند؟

شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که در مقیاس نانو، این ساختار فشرده شش‌ضلعی به هم می‌ریزد و الگوهای «مربع‌مانند» و شل‌تری پدیدار می‌شوند. این هندسه‌ی بازتر، فضای کافی را برای شکسته شدن مولکول‌های اکسیژن فراهم می‌کند و باعث می‌شود نانوذرات طلا بتوانند واکنش‌های شیمیایی (مانند تبدیل مونوکسید کربن به دی‌اکسید کربن) را با بهره‌وری خیره‌کننده انجام دهند.

افق‌های تازه در صنعت کاتالیزور

این یافته نه تنها کنجکاوی علمی درباره ذاتِ طلا را برطرف کرده، بلکه نقشه راه جدیدی برای مهندسی کاتالیزورها پیش روی دانشمندان قرار داده است. با دستکاری ساختار سطحی طلا و ایجاد «نقوش مربعی»، می‌توان کاتالیزورهایی طراحی کرد که همزمان در برابر خوردگی مقاوم بوده و در انجام واکنش‌های شیمیایی حیاتی، عملکردی فوق‌العاده داشته باشند.

این دستاورد نشان می‌دهد که گاهی کوچک‌ترین تغییر در نظم اتمی یک ماده، می‌تواند کاربردهای صنعتی آن را دگرگون کند.