למה זהב לא מחליד.

חוקרים גילו שתהליך חידוש פני השטח של זהב מונע מהמתכת להחליד ולהכתים עקב חמצון.

מוט זהב במשקל 63.8 גרם נמצא באלסקה, ארה"ב. צילום: רוברט מ. לאווינסקי/ויקיפדיה

במחקר שפורסם ב-21 במאי בכתב העת Physical Review Letters, שני כימאים של מחשבים, סאנטו ביסוואס ומתיו מונטמור, מאוניברסיטת טוליין בארה"ב, גילו מדוע קשה יותר לחמצן זהב בהשוואה למתכות דומות. לדבריהם, הסידור האטומי על פני הזהב יוצר מבנה כה הדוק שמולקולות חמצן אינן יכולות להתנתק בקלות ולגרום לחמצון (התהליך שבו חמצן (או יסודות כמו גופרית) מגיבים עם המתכת ונקשרים לפני השטח שלה). הצטברות זו של קשרי חמצן היא הגורמת ל"חלודה" בברזל ולכהות במתכות אחרות. מידת הידבקות החמצן תלויה באיזו מידה המבנה האטומי של המתכת מחזיק את האלקטרונים שלה.

זהב הוא אחת המתכות היקרות ביותר על פני כדור הארץ בשל עמידותו יוצאת הדופן לחלודה, כתמים וקורוזיה, כלומר הוא אינו מגיב חזק עם אטומים או מולקולות אחרים. כאשר גוש זהב נחתך, המשטח החשוף משנה את צורתו תוך שניות. האטומים מסדרים את עצמם מחדש ויוצרים מרקם זיגזג, תופעה המכונה "שחזור פני שטח".

על פי Science Alert, ביסוואס ומונטמור השתמשו בסימולציות מחשב כדי להבין מה קורה כאשר מולקולות חמצן באות במגע עם משטחי זהב בעלי סידורים אטומיים שונים, כולל משטח מחודש (אטומים המסודרים בתבנית משושה הדוקה) ומשטח לא מחודש (מבנה מרובע רופף יותר). על המשטח המחודש, מולקולות החמצן אינן מוצאות מספיק מקום להתפצל בקלות לשני אטומים כפי שהן מוצאות על המשטח הלא מחודש. זה עשוי להסביר מדוע חלקיקי זהב זעירים מתנהגים בצורה שונה מזהב בתפזורת. הם אינם מתפתחים במלואם למשטח המחודש שנמצא בדרך כלל על גושי זהב גדולים יותר, וחושפים אזורים ריאקטיביים יותר בצורת ריבוע.

סיינטיפיק אמריקן מדווח כי צוות מחקר חישב את האנרגיה הנדרשת לחמצון זהב לפני ואחרי תהליך הרגנרציה. הם גילו שמולקולות חמצן באוויר (המורכבות משני אטומי חמצן הקשורים יחד) מתנתקות ונצמדות בקלות לאטומי זהב על פני השטח שלא התחדשו. תהליך הרגנרציה מושך אטומי זהב רבים ממסת הזהב, מכניס אותם אל פני השטח והופך את המבנה הריבועי הפשוט למשושה צפוף עם רכסים וחריצים רבים. תהליך זה מקרב את פני הזהב לשיווי משקל תרמודינמי, ומאפשר לאטומי הזהב להחליף חום בקלות זה עם זה אך מקשה על חדירת החמצן.

תגלית חדשה זו יכולה לסייע למדענים לתכנן זרזים של זהב אשר יזנו בין עמידות בפני קורוזיה לבין הפעלת חמצן יעילה.

( לפי vnexpress.net )

מקור: https://baodongthap.vn/ly-do-vang-khong-bi-han-gi-a241335.html