Neden Paslanmayan Tek Metal Altındır?

Altın dünyada en çok bilinen değerli soy metallerden biridir. Altını bu kadar özel kılan binlerce yıl süren parlaklığı ve paslanmamasıdır. Altını bu özelliği kimyasal soyluluk olarak bilinir. Altın, bilinen tüm metaller arasında en soylu olanıdır; diğer metallerin yüzey katmanlarındaki atomlarla bağ kurarak pas veya kararma oluşturan oksijen gibi maddelerle kolayca reaksiyona girmez.

İşte ABD’deki Tulane Üniversitesi’nden bilgisayar destekli kimyagerler; Santu Biswas ve Matthew M. Montemore, altının neden paslanmadığını keşfetti.

Araştırmalarına göre, altın yüzeyindeki atomların dizilişi o kadar sıkı bir yapı oluşturur ki, aksi takdirde onunla etkileşime girecek olan di-oksijen (iki oksijen atomlu) molekülü, oksidasyonu tetikleyecek kadar kolayca parçalanamaz. Bu yapıyı biraz gevşetirseniz, altın paslanmaya karşı çok daha savunmasız hale gelebilir – ama bu aslında iyi bir şey olabilir.

Kimyada, oksijen aktivasyonu diğer reaksiyonların gerçekleşmesini sağlayan önemli bir adımdır. Örneğin, karbon monoksiti karbondioksite dönüştürmek için, CO’ya bağlanarak onu CO2’ye dönüştürebilecek serbest, reaktif bir oksijen atomuna ihtiyaç vardır.

Bunu gerçekleştirmek için bilim insanları, molekülü iki adet yüksek reaktif oksijen atomuna ayırmaya yardımcı olan bir metal yüzey kullanarak dioksijeni ‘aktive edebilir’ hale getirdi.

Altın, çok inert olduğu için ( yani diğer atom veya moleküllerle güçlü bir şekilde reaksiyona girmediği için )bu reaksiyon için özellikle arzu edilen bir katalizör olacaktır.

Bazı oksijen aktivasyon katalizörleri çok daha reaktif olduğundan istenmeyen yan ürünler oluşturabilir veya katalizörün kendisi oksijenle çok güçlü bir şekilde bağlanarak zamanla aşınabilir.

Altının bu tür işler için uygun bir aday olmadığını düşünebilirsiniz, ancak 1980’lerde bilim insanları şok edici bir keşif yaptı.

Toplu altın, oksijen katalizi için uygun olmasa da, altın nanopartiküller oksijeni aktive etmede şaşırtıcı derecede etkilidir.

Bu keşif büyük bir soruyu gündeme getirdi. Altın oksijene bu kadar güçlü direnç gösteriyorsa, bu minik parçacıklar oksidasyon reaksiyonlarını nasıl tetikleyebiliyor?

Yeni araştırma, cevabın altın yüzeyindeki atomların dizilişinde yatabileceğini öne sürüyor.

Biswas ve Montemore, oksijen moleküllerinin farklı atom düzenlemelerine sahip nanometre ölçeğindeki altın yüzeylerle temas ettiğinde neler olduğunu incelemek için bilgisayar simülasyonları kullandılar.

Özellikle, iki farklı tür desen üzerinde çalıştılar: atomların altının doğal olarak tercih ettiği sıkı paketlenmiş altıgen düzene yerleştiği “yeniden yapılandırılmış” yü