يُعتبر الذهب من المعادن الفريدة التي تتمتع بقدرة استثنائية على الاحتفاظ بلمعانها لفترات طويلة دون أن تتأثر بمظاهر الأكسدة مثل بقية المعادن. وقد أثارت هذه الخاصية فضول الباحثين، حيث تم التوصل إلى أن السبب وراء هذه المقاومة الكبيرة قد يكمن في كيفية إعادة ترتيب ذرات سطحه.
في دراسة أجراها فريق من الباحثين في جامعة تولين الأمريكية، تم الكشف عن أبعاد جديدة لهذه الظاهرة عبر استخدام عمليات محاكاة حاسوبية معقدة ترتكز على ميكانيكا الكم. وقد أبدع الباحثان سانتو بيسواس وماثيو مونتيمور في دراسة تفاعل الأكسجين مع نوعين مختلفين من أسطح الذهب، مما أتاح لهما فهمًا أعمق لكيفية مقاومة الذهب للتأكسد.
تشير نتائج الدراسة إلى أنه يجب تفكيك جزيء الأكسجين المكون من ذرتين قبل أن تتمكن ذرات الأكسجين المنفردة من الارتباط بالذهب وتكوين مركبات جديدة على سطحه. واكتشف الباحثان أن عملية تشكيل سطح جديد للذهب تؤدي إلى إعادة ترتيب الذرات من بنية مربعة أو مستطيلة إلى بنية شبه سداسية، مما يعيق عملية تفكيك جزيئات الأكسجين.
بفضل هذا الترتيب الجديد، يحتاج سطح الذهب إلى أن يتشوه وأن يعود إلى شكل أقرب للمربع لتسهل عليه فصل جزيئات الأكسجين. وقد أظهرت الحسابات أن هذا الاختلاف في الترتيب السطحي يمكن أن يبطئ من تفاعل الأكسجين مع الذهب بمعدل مذهل يصل إلى تريليون مرة مقارنة بالأسطح التي لم يتم إعادة ترتيبها.
لا تقتصر أهمية هذه النتائج على الفهم العلمي لصفاء الذهب، بل لها تداعيات كبيرة على التطبيقات الصناعية أيضاً. يُستخدم الذهب في بعض عمليات التحفيز الكيميائي، ولكن مقاومته لتفكيك جزيئات الأكسجين قد تحد من فعاليته في هذه العمليات. يرى الباحثون أنه إذا تم منع إعادة ترتيب ذرات السطح أو عكس هذه العملية، فإن ذلك قد يسهم في جعل الذهب أكثر تفاعلاً، مما يساعد في تطوير محفزات أفضل في مجالات الكيمياء والطاقة.
تجسد هذه الدراسات الجديدة خطوة مهمة نحو استثمار الخصائص الفريدة للذهب بطريقة تعزز من إمكانياته الصناعية، مما يفتح آفاقًا جديدة للاستخدامات المستقبلية لهذا المعدن الثمين.
المصدر: وكالات