Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Золото ценится человечеством на протяжении тысячелетий благодаря своей способности сохранять блеск. Считалось, что этот благородный металл устойчив к потускнению из-за слабого химического взаимодействия с кислородом. Однако новое исследование, проведённое в Тулейнском университете (США), показывает, что дело не только в химии.
Изображение: ChatGPT
Учёные под руководством доцента кафедры химической инженерии Мэттью Монтемора с помощью компьютерного моделирования изучили поведение атомов и электронов при контакте молекул кислорода с двумя наиболее распространёнными типами поверхности золота. Оказалось, что атомы на поверхности могут перестраиваться в особые конфигурации, которые резко снижают вероятность реакции с кислородом. Если бы такой перестройки не происходило, окисление протекало бы значительно легче.
В присутствии реорганизованных атомных структур скорость реакции с кислородом уменьшается в миллиард — триллион раз. По сути, перестроившиеся атомы создают на поверхности металла невидимый защитный экран, который и обеспечивает сохранение блеска на протяжении столетий.
Это открытие не только предлагает новое объяснение знаменитой инертности золота, но и даёт ключ к улучшению его каталитических свойств. Хотя золотые катализаторы уже используются в некоторых промышленных реакциях окисления (например, для производства винилацетата), их эффективность ограничена всё той же устойчивостью к расщеплению кислорода. Золотые катализаторы также активно исследуются для очистки выхлопных газов от угарного газа и производства пропиленоксида.
Исследование предлагает новый подход: изменить свойства золота можно не только добавлением других металлов или созданием наночастиц, но и за счёт управления геометрией самой поверхности. Предотвращая или обращая вспять упорядочивание атомов, можно «обмануть» золото, заставив его легче вступать в реакции, что открывает новые перспективы в промышленной химии и энергетике.