Altının Neden Parladığı Sonunda Çözüldü

Gümüş zamanla kararır, bakır yeşile döner ve demir paslanır; ancak altın her zaman ışıltısını korur. Değerli metalin neden bu kadar dirençli olduğu uzun süredir bilim dünyası için bir gizemdi. Ancak araştırmacılar, altının kimyasal olarak neden bu kadar inert (etkisiz) olduğunu ve onu nasıl tepkimeye zorlayabileceklerini nihayet keşfetti.

Altının çevresindeki oksijen gibi moleküllerle tepkimeye girmemesi, mücevherat sektörü için büyük bir avantaj olsa da kimya dünyasında bir kısıtlama yaratıyordu. Bilim insanları, altının potansiyel bir katalizör olarak kullanılabileceğini, ancak bunun için metalin bu "atalet" halinden çıkarılması gerektiğini biliyordu. Louisiana'daki Tulane Üniversitesi'nden Matthew Montemore ve Santu Biswas, altın bir yüzey kesildiğinde meydana gelen "yeniden yapılandırma" (reconstruction) fenomenini inceledi.

Montemore, altın atomlarının yüzeyde bulunmaktan "nefret ettiğini" ve bu nedenle kendilerini tamamen yeniden düzenlediklerini belirtiyor. Atomlar genellikle tekrarlayan altıgen benzeri bir desen oluşturuyor ve düşük enerji seviyeleri nedeniyle bu dizilimde sabit kalıyorlar. Diğer metallerde nadir görülen bu durumun, altının inert yapısına katkıda bulunup bulunmadığını araştıran ekip, kuantum durumlarını simüle etmek için bir süper bilgisayar kullandı.

Süper bilgisayar simülasyonları, altının parlaklığını kaybetmesi için bir oksijen molekülünün yüzeye çarptığında ikiye ayrılması gerektiğini ortaya koydu. Araştırmalar, altıgen dizilimdeki atomların bu ayrışma için çok yüksek enerji gerektirdiğini, dolayısıyla kararmanın neredeyse imkansız olduğunu gösterdi. Buna karşın, atomlar dikdörtgen bir düzende olduğunda gereken enerji miktarı önemli ölçüde düşüyordu. Altında altıgen desenlerin hakim olması, metalin her zaman parlak kalmasını sağlıyor.

Atom geometrisi, yeniden yapılandırma ve oksidasyon arasındaki bu bağlantının daha önce hiç değerlendirilmediğini belirten uzmanlar, bu keşfin altını daha etkili bir katalizör haline getirebileceğini vurguluyor. Virginia Tech'ten Hongliang Xin, altının katalitik davranışının yüzey yeniden yapılandırması kontrol edilerek optimize edilebileceğini ifade etti.

Montemore, atomları oksijene karşı daha duyarlı olan dikdörtgen desenlere zorlamanın bir yolunun, altını bir elektrik devresine yerleştirip belirli bir voltaj uygulamak olabileceğini öngörüyor. University College London'dan Andrew Beale ise bu çalışmanın deneysel araştırmacılar için tamamen yeni ve heyecan verici bir kapı açtığını belirtti.