ABD’deki Tulane Üniversitesi'nden kimyacılar Santu Biswas ve Matthew M. Montemore, altının "kimyasal asalet" özelliğinin arkasındaki atomik mekanizmayı çözdü. Yapılan kuantum simülasyonları, altın yüzeyindeki atomların oluşturduğu aşırı sıkı geometrik yapının, oksijen moleküllerinin parçalanarak oksidasyonu başlatmasını imkansız kıldığını kanıtladı.
Geleneksel metaller oksijenle kolayca bağ kurup pas üretirken, altın atomlarının altıgen dizilimi dioksijen molekülünün yüzeye tutunmasına fiziksel olarak izin vermiyor. Bu sıkı paketlenmiş koruyucu geometri, oksijenin moleküler yapısını korumasını sağlayarak metalin korozyona uğramasını tamamen engelliyor.
GEVŞEK ATOMİK DESENLER AYRIŞMAYI TRİLYON KAT HIZLANDIRDI
Araştırma ekibi, oksijen moleküllerinin nanokopik altın yüzeylerle temasını gözlemlemek için gelişmiş bilgisayar modellemeleri kullandı. Sıkı altıgen yüzeyler ile daha gevşek kare desenler oluşturan yüzeyler doğrudan karşılaştırıldı.
Elde edilen teknik veriler, kare desenli gevşek yüzeylerde oksijen moleküllerinin çok daha kolay parçalandığını ortaya koydu. Matematiksel modellemeler, oksijen ayrışmasının gevşek yüzeylerde sıkı yüzeylere oranla trilyonlarca kat daha hızlı gerçekleştiğini saptadı.
NANOPARTİKÜLLER KİMYASAL KATALİZÖR OLACAK
Bu keşif, kütlesel altın tamamen hareketsiz kalırken, mikroskobik altın nanopartiküllerinin neden yüksek bir reaksiyon tetikleme gücüne sahip olduğunu da netleştirdi. Küçük parçacıklar, kütlesel altının sahip olduğu kararlı altıgen koruma yapısını geliştiremediği için daha reaktif olan kare bölgeleri açıkta bırakıyor.
Açıkta kalan bu kare yapılar, endüstriyel kimyada zehirli gazların dönüştürülmesini sağlayan oksijen aktivasyon süreçlerinde altını kusursuz bir katalizör konumuna getiriyor. Bilim insanları, altının bu doğal atomik yüzey direncini manipüle ederek korozyona uğramayan yeni nesil endüstriyel katalizörler tasarlamayı hedefliyor.
