Физики впервые объяснили, почему золото не тускнеет тысячелетиями
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
В научном сообществе ранее было принято считать, что «вечный блеск» золота объясняется исключительно его инертной химической природой — то есть тем, что оно изначально неохотно взаимодействует с окружающей средой. Однако компьютерное моделирование, проведенное исследователями из Тулейнского университета (США), показало ключевую роль именно конфигурации атомной структуры и поведения электронов.
Если бы поверхностные атомы золота оставались неподвижными и сохраняли свою стандартную кристаллическую решетку, молекулы кислорода из воздуха легко расщеплялись бы на отдельные высокоактивные атомы и вступали в прочную химическую связь с металлом, заставляя его темнеть и покрываться оксидной пленкой. Вместо этого уникальная природная перестройка атомов создает непреодолимый защитный щит на наноуровне, который блокирует окисление и объясняет, почему старинные монеты и ювелирные украшения сохраняют первозданный блеск на протяжении многих веков.
Это открытие, описанное в журнале Physical Review Letters, имеет серьезное практическое значение для технологий будущего. Дело в том, что сегодня золото активно используют в высокотехнологичной промышленности в качестве катализатора — особого вещества, ускоряющего протекание химических реакций. Однако возникает парадокс: та самая стабильная защитная атомная структура, которая делает золото идеальным и долговечным материалом для ювелиров и микроэлектроники, одновременно сильно снижает его химическую эффективность и мешает взаимодействовать с другими элементами в сложных промышленных процессах.
«Если мы научимся „обманывать“ золото, предотвращая или обращая вспять эту атомную перестройку, мы сможем заставить его гораздо активнее расщеплять кислород», — объяснил соавтор исследования доцент кафедры химической инженерии Мэттью Монтемор (Matthew Montemore).
Понимание этого механизма открыло принципиально новые пути в материаловедении. Вместо традиционного и дорогого создания сплавов с другими металлами или использования наночастиц ученые теперь смогут точечно управлять геометрией поверхности самого золота. Это позволит создавать многократно более мощные катализаторы для производства и зеленой энергетики, включая чистые водородные технологии.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Долгое время считалось, что люди, которые увлечены просмотром видео для взрослых, чаще жалуются на симптомы депрессии. Однако новое лонгитюдное исследование с участием почти 3000 человек показало: эта связь значительнее сложнее, чем предполагали.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии