Согласно исследованиям специалистов, драгоценный металл обладает исключительным механизмом самозащиты, предотвращающим его потускнение. Выяснилось, что атомы на внешней оболочке этого вещества способны к самостоятельной реорганизации в специфические защитные образования. Этот невидимый барьер препятствует взаимодействию с кислородом и подавляет процесс коррозии во много раз эффективнее, чем поверхность любого другого материала.

До недавнего времени в научной среде преобладело мнение, что устойчивое сияние золота обусловлено главным образом его низкой реакционной способностью — склонностью избегать химических взаимодействий с внешним миром. Но современные компьютерные расчеты, выполненные учеными из Тулейнского университета (Соединенные Штаты Америки), выявили значительную роль в этом процессе расположения атомов и динамики электронов.

Если бы атомы золота на его поверхности оставались зафиксированными и сохраняли обычную кристаллическую структуру, молекулы кислорода из атмосферы могли бы легко распадаться на отдельные активные атомы и формировать прочные химические связи с металлом. Это привело бы к потемнению металла и образованию оксидной пленки. Вместо этого уникальная естественная перестройка атомной структуры создает непроницаемый защитный слой в масштабе нескольких миллиардных долей метра, что препятствует окислению и объясняет, почему старинные монеты и драгоценности сохраняют свой первоначальный вид на протяжении столетий.

Это открытие, описанноеПубликация в научном издании Physical Review Letters имеет значительную практическую ценность для перспективных технологий. В настоящее время золото широко применяется в высокотехнологичных отраслях как катализатор – вещество, ускоряющее химические реакции. Однако существует противоречие: та самая устойчивая защитная структура атомов, которая делает золото идеальным и долговечным материалом для ювелирного дела и микроэлектроники, одновременно ограничивает его химическую активность и затрудняет взаимодействие с другими компонентами в промышленных процессах.

«Приобретение возможности контролировать этот процесс, препятствуя или изменяя атомную реорганизацию, позволит нам стимулировать более интенсивное взаимодействие золота с кислородом», — прокомментировал один из участников работы, доцент кафедры химической технологии Мэттью Монтемор.

Раскрытие этого механизма открыло новые возможности в области науки о материалах. Вместо традиционного создания сплавов или использования наночастиц ученые теперь смогут целенаправленно изменять структуру поверхности золота. Это позволит создавать значительно более эффективные катализаторы для промышленности и производства экологически чистой энергии, включая технологии получения водорода.