El secreto de la durabilidad del metal precioso.
Resulta que la resistencia del oro al deslustre no resulta únicamente de las propiedades químicas de la materia prima, sino de la disposición de los átomos en su superficie. Hicieron el descubrimiento científicos de la Universidad de Tulane y lo compartieron en la revista científica Physical Review Letters.
Los investigadores han demostrado que los átomos de determinadas superficies de oro crean de forma natural estructuras protectoras que dificultan gravemente las reacciones del oxígeno con este noble metal.
Un mecanismo recientemente descubierto explica por qué las joyas, monedas y otros artículos de oro pueden conservar su brillo durante siglos. El descubrimiento también podría ayudar a los científicos a desarrollar catalizadores basados en oro más eficaces.utilizado en la industria manufacturera y en tecnologías de energía limpia.
«Se pensaba comúnmente que el oro no se empañaba simplemente porque reaccionaba mal con el oxígeno», dijo Matthew Montemore, profesor asociado de ingeniería química en la Escuela de Ciencias e Ingeniería de Tulane. «Sin embargo, hemos demostrado que en los dos tipos más comunes de superficies de oro, los átomos de la superficie en realidad se reorganizan de una manera que hace que el oro sea mucho más resistente a la oxidación».
Para estudiar este proceso, Montemore y el coautor Santu Biswas, becario postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Tulane, utilizaron simulaciones por computadora que modelan el comportamiento de átomos y electrones. Los investigadores examinaron cómo interactúan las moléculas de oxígeno con dos tipos comunes de superficies de oro.
Las simulaciones demostraron que Si los átomos de la superficie no se reorganizaran, las moléculas de oxígeno podrían dividirse mucho más fácilmente. y reaccionar con el oro. Mientras tanto, la reconstrucción de la estructura atómica limita drásticamente estas reacciones.
Según los investigadores, las superficies reorganizadas Reducen las reacciones con el oxígeno al menos mil millones de veces y, a veces, incluso un billón de veces.. El resultado es una barrera protectora a escala atómica, gracias a la cual el oro conserva su brillo prácticamente para siempre.
Este descubrimiento no es sólo una solución a un rompecabezas químico, sino que puede tener consecuencias reales para muchas industrias, especialmente aquellas que utilizan el proceso de catálisis.
Los catalizadores a base de oro que aceleran las reacciones químicas ya se utilizan en varios procesos de oxidación industriales. Sin embargo, la misma propiedad que hace que el oro sea extremadamente resistente al oxígeno e ideal para aplicaciones de joyería y electrónica limita su eficacia en algunas reacciones industriales y energéticas.
Los catalizadores de oro-paladio se utilizan, por ejemplo, para producir acetato de vinilo: eso es todo. Un ingrediente clave en muchos plásticos y otros productos.. Científicos También investigan el uso de catalizadores de oro para eliminar el monóxido de carbono de los gases de escape de los automóviles. y producir óxido de propileno, otro compuesto industrial muy utilizado.
Hasta ahora, los intentos de mejorar el rendimiento de los catalizadores de oro han implicado principalmente combinar oro con otros metales o utilizar pequeñas nanopartículas de oro depositadas sobre superficies de óxido. Los nuevos resultados sugieren que hay otro camino. Controlando la geometría de la superficie del oro y la forma en que están dispuestos sus átomos, los científicos podrían mejorar las propiedades catalíticas del metal.al tiempo que se basa en una comprensión más profunda de por qué el oro se ha mantenido resistente al deslustre durante siglos.
