El oro reluciente puede permanecer brillante durante siglos. Los científicos dicen haber descubierto por qué los metales preciosos son tan resistentes al deslustre |

Cuando piensas en tesoros piratas, joyas finas o monedas hermosas, ¿qué tienen en común? Oro brillante. Este metal precioso ha sido codiciado durante miles de años por su brillo eterno.

Ahora, los científicos dicen que finalmente han descubierto por qué el elemento es tan resistente al deslustre.

En un estudio publicado el 21 de mayo en la revista Carta de revisión físicaLos investigadores informan que el brillo duradero del oro está relacionado con la disposición de los átomos en su superficie. Los átomos de un elemento se organizarán naturalmente en un patrón en zigzag que lo protege de reaccionar con el oxígeno, lo que explica por qué el metal puede permanecer perfecto durante años. Estos hallazgos podrían ayudar a los investigadores a diseñar productos químicos útiles.

«Todo el mundo sabe que el oro es difícil de oxidar», dijo. Santu Biswascoautor del estudio y químico de la Universidad de Tulane, a Joseph Howlett en Científico americano. «El problema es, ¿por qué? ¿Cuál es la razón correcta para hacer eso?»

El aire contiene muchas moléculas de oxígeno, cada una de las cuales consta de dos átomos de oxígeno unidos. Cuando un metal se oxida, primero descompone esas moléculas. El nuevo átomo de oxígeno se separa más tarde. robar algunos electrones metálicospartículas cargadas negativamente, creando nuevos compuestos químicos que se adhieren a las superficies metálicas. Por ejemplo, el óxido se forma cuando el hierro se oxida. Mientras tanto, la plata y el cobre se vuelven oscuros y opacos. (El cobre finalmente se vuelve verde porque reacción con dióxido de carbono y agua en el aire.)

El oro es diferente y permanece brillante durante siglos.

«La gente generalmente piensa que el oro no se descompone fácilmente simplemente porque no interactúa fuertemente con el oxígeno», dijo el coautor del estudio. Mateo Montemoreingeniero químico de la Universidad de Tulane, en un declaración. Pero él y Biswas sospechan que hay más que eso.

El dúo decidió investigar un proceso llamado reconstrucción de superficie. Cuando se rompe una pieza de oro, los átomos de su superficie se reorganizan en cuestión de segundos, a menudo desde un patrón de celosía cuadrada hasta un patrón hexagonal repetitivo. Lo hacen extrayendo átomos del interior y empujándolos hacia la superficie, creando un exterior microscópicamente ondulado.

Las simulaciones por computadora ayudaron a los investigadores a analizar cómo interactúa el oxígeno con estas dos estructuras superficiales de oro comunes. Descubrieron que las moléculas de oxígeno reaccionaban más fácilmente con el oro en una disposición cuadrada. Este proceso requiere más energía para los átomos en el patrón hexagonal. «Esto significa que la oxidación es entre mil millones y un billón de veces más lenta después de reiniciar», dijo Montemore. Noticias científicas‘Emily Conover.

Para que los átomos dispuestos hexagonalmente reaccionen con el oxígeno, deben volver a una forma cuadrada, lo que inhibe la oxidación, descubrió el equipo. Como los patrones hexagonales son más comunes, el oro suele seguir brillando durante mucho tiempo.

Los investigadores esperan que sus hallazgos puedan utilizarse para diseñar mejores catalizadores, sustancias que aceleran las reacciones químicas, que son importantes para la fabricación de productos químicos y otras aplicaciones. Aunque el oro se utiliza como catalizador en algunos casos, su resistencia a la oxidación ha reducido sus usos.

«Lo interesante es que el comportamiento catalítico del oro se puede ajustar controlando la reconstrucción de la superficie», dijo. Hongliang Xindijo a Karmela Padavic-Callaghan un ingeniero químico de Virginia Tech, que no participó en la investigación, en Nuevo científico.

Por ejemplo, «se puede evitar la reconstrucción colocando material absorbente en la superficie», dice Biswas. Científico americano. «Y entonces el oro puede oxidarse fácilmente».