Gold wird seit Jahrtausenden für seinen beständigen Glanz geschätzt, doch Forscher der Tulane University haben endlich den physikalischen Mechanismus hinter seiner legendären Beständigkeit gegen Anlaufen entdeckt — und er ist weitaus raffinierter als einfache Chemie.

In einer neuen Studie, veröffentlicht in Physical Review Letters, zeigten die Chemieingenieure Matthew Montemore und Santu Biswas, dass sich Atome auf den beiden häufigsten Goldoberflächentypen spontan in schützende zickzack-förmige hexagonale Muster umordnen. Diese atomare Umstrukturierung unterdrückt Reaktionen mit Sauerstoff um den Faktor eine Milliarde bis eine Billion.

"Die Leute dachten allgemein, Gold laufe nicht an, weil es nicht stark mit Sauerstoff interagiert," sagte Montemore, außerordentlicher Professor an der Tulane School of Science and Engineering. "Was wir zeigen, ist, dass sich die Oberflächenatome bei den beiden häufigsten Goldoberflächentypen tatsächlich so umordnen, dass das Gold viel widerstandsfähiger gegen Oxidation wird."

Mithilfe von Computersimulationen, die das Verhalten von Atomen und Elektronen vorhersagen, modellierte das Team, wie Sauerstoffmoleküle mit Goldoberflächen interagieren. Ohne die atomare Umordnung könnte Sauerstoff viel leichter zerfallen und mit Gold reagieren. Die schützende Reorganisation schafft im Wesentlichen eine Barriere im atomaren Maßstab, die Gold dauerhaft glänzend hält.

Die Entdeckung könnte zu praktischen Anwendungen über Schmuck hinaus führen. Goldbasierte Katalysatoren werden bereits in industriellen Prozessen eingesetzt, etwa bei der Herstellung von Vinylacetat für Kunststoffe und der Reinigung von Kohlenmonoxid aus Autoabgasen.

Quellen