İnsanlık tarihi boyunca parlaklığını ve bedelini hiç kaybetmeyen altın, binlerce yıldır farklı kültürlerin en beğenilen unsurları ortasında yer alıyor. Bu kalıcı cazibe, metalin tabiattaki nadirliği kadar paslanmaya, kararmaya ve korozyona karşı gösterdiği muazzam dirençten kaynaklı.

Yüzlerce yıl evvel üretilen altın bir nesne, birinci günkü ışıltısını bugün de büsbütün korur. Bilim dünyası uzun mühlet altının bu kusursuz kalma yeteneğini eşsiz kimyasal yapısına bağlıyordu. Lakin gerçekleştirilen yeni bir araştırma, altının oksitlenmeden korunmak için kendi atomlarını yine düzenlediğini ortaya koydu.

Altın, estetik ve maddi bedelinin ötesinde, mühendislik ile nanoparçacık alanlarında kimyasal tepkileri hızlandıran bir katalizör olarak kritik roller üstleniyor. Ancak metalin kararmaya yol açan oksitlenme sürecine karşı gösterdiği bu harika direnç, kimyasal üretim ve güç uygulamalarındaki kullanışlılığını sonlandıran bir durum.

Birçok endüstriyel tepki, süreksiz olarak oksitlenip akabinde tekrar eski haline dönebilen metallere muhtaçlık duyar. Altının tepkiye girmekteki bu isteksizliği, büyük ölçekli kimyasal dönüşümler için kural olan oksijen üzere molekülleri harekete geçirmesini zorlaştırıyor.

Tulane Üniversitesinde vazife yapan araştırmacılar, atomların ve elektronların nasıl davranacağını iddia eden bilgisayar simülasyonları kullanarak oksijen moleküllerinin altın yüzeyleriyle olan etkileşimini inceledi. Elde edilen datalar, makul altın yüzeylerinin oksijen aktivasyonunu baskılamak ismine doğal bir esirgeyici model oluşturduğunu gösterdi.

Katalizör performansını artırmak için yeni strateji

Uzmanlar, altının bu yine düzenleme yeteneği olmasaydı oksijen moleküllerinin metalle çok daha süratli tepkiye gireceğini keşfetti. Atom ölçeğindeki bu bilinmeyen bariyer, oksijen tepkilerini bir milyar ila bir trilyon kat ortasında bir oranla baskılayarak altının her vakit saf kalmasını sağlıyor.

Louisiana’daki Tulane Üniversitesinden Matthew Montemore, altının oksijenle güçlü bir etkileşime girmediği için kararmadığının düşünüldüğünü belirtti. Montemore, yürüttükleri çalışmayla en yaygın iki altın yüzey tipindeki atomların, oksitlenmeye karşı direnç oluşturacak formda kendilerini tekrar dizayn ettiğini gösterdiklerini açıkladı.

Eğer altın atomlarının bu yüzey düzenlemesi engellenebilirse yahut süreç bilakis çevrilirse, plastiklerin yapı taşı olan vinil asetat üretimi, araç egzozlarındaki karbonmonoksit paklığı ve propilen oksit üretimi üzere endüstriyel alanlarda çok daha tesirli katalizörler geliştirilebilir. Ayrıntıları Physical Review Letters mecmuasında yayımlanan bu çalışma, altını gelişmiş kataliz süreçlerinde kullanmanın yeni yollarını açma potansiyeline sahip.