科学家们终于懂得黄金为何永不变色

以前，晋升黄金催化机能的尽力多集中在与其他金属合金化或在氧化物载体上负载纳米标准金颗粒。而最新成果则提示，直接设计黄金外面的几何构造、控制其原子分列模式，可能成为进步黄金反响性的另一条有效路径。相干论文以《Role of Reconstruction in the Inertness of Gold toward Oxygen》（黄金惰性抗氧化中外面重构的感化）为题，已揭橥于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

经久以来，人们广泛认为黄金不易变色，主如果因为金原子与氧之间互相感化较弱。图兰大年夜学化学工程副传授 Matthew Montemore 指出，这一传统解释并不完全。他们的研究发明，在两种最常见的黄金外面构造上，外面原子会产生重构，重排成更稳定的分列方法，从而使黄金对氧化反响的抵抗才能大年夜幅加强。

Montemore 与合营作者、化学与生物分子工程系博士后研究员 Santu Biswas 应用计算机模仿，对氧分子接触两种常见金外面的过程进行了具体建模分析。成果显示，假如黄金外面原子保持未重排状况，氧分子更易被裂解并与黄金产生反响。一旦外面完成重构，黄金与氧的反响速度将被降低约十亿到一万亿倍，相当于在原子层面形成一道几乎阻断氧化的樊篱。

这项工作为黄金经久不掉光泽供给了全新的物理化学解释，也进一步解释为何金饰品和其他黄金成品可以在长时光甚至数百年内保持稳定外不雅。与此同时，该机制对催化科学也具有重要启发意义。今朝，以黄金为基本的催化剂已用于部分工业氧化反响，但黄金对氧分子裂解的“生成抵抗”，在必定程度上限制了其在化工临盆和能源应用中的反响活性。

黄金与钯组合应用的催化体系已应用于醋酸乙烯等化工产品的临盆，黄金催化剂也被研究用于汽车尾气一氧化碳清除和丙烯氧化物制备等范畴。Montemore 表示，假如可以或许经由过程某种方法“欺骗”黄金，让其更轻易裂解氧分子，黄金有望成为多种重要工业反响的高效催化材料。此次研究提出的新思路，是经由过程阻拦或逆转黄金外面原子重构，从根本上改变其外面几何构造，以进步反响活性。