Учёные раскрыли секрет золота: шестиугольные «соты» защищают от окисления в миллиард раз
Химики из Тулейнского университета под руководством доцента Мэттью Монтемора выяснили: поверхность золота перестраивается в шестиугольную структуру, которая замедляет окисление кислородом более чем в миллиард раз.
Золото не ржавеет. Эту истину знают все. Но почему? Ответ на этот, казалось бы, простой вопрос оказался сложнее и красивее, чем предполагалось.
Химики из США выяснили, что золото не окисляется кислородом воздуха благодаря уникальному расположению атомов на его поверхности — они объединены в шестиугольные «соты». Группа исследователей под руководством доцента Тулейнского университета Мэттью Монтемора опубликовала статью в престижном журнале Physical Review Letters. И их открытие меняет представление о «самом инертном металле».
В чём суть? Учёные изучали парадокс: массивное золото не вступает в реакции, но его наночастицы могут быть активны. Оказалось, что поверхность массивного золота спонтанно перестраивается в шестиугольную структуру, которая создаёт мощнейший барьер для проникновения кислорода. Представьте себе пчелиные соты, но на атомном уровне. Эта геометрия не даёт молекулам кислорода расщепляться и проникать вглубь металла.
Цифры впечатляют. Если бы атомы на поверхности золота располагались в виде квадратов или прямоугольников (как у большинства металлов), окисление ускорилось бы в миллиард раз. Вдумайтесь: шестиугольная «сотовая» структура замедляет коррозию более чем в 1 000 000 000 раз. Это не просто защита — это абсолютная броня.
Расчёты подтвердили, что существуют два типа шестиугольных «рисунков» поверхности золота, и оба эффективно блокируют расщепление молекул кислорода.
Но самое интересное — практическое применение. Учёные предполагают, что у некоторых типов наночастиц атомов золота слишком мало для такой перестройки. Поэтому они значительно активнее взаимодействуют с кислородом. И это можно использовать при разработке новых катализаторов. Золото, которое никогда не считалось реакционноспособным, в наноформе может стать движущей силой химических процессов.