به گزارش ثریا دلایل زیادی وجود دارد برای اینکه طلا یکی از ارزشمندترین فلزات روی زمین است. یکی از آنها درخشش براق آن است. همچنین برخلاف بسیاری از فلزات دیگر، طلا در برابر زنگزدگی، کدر شدن و خوردگی بسیار مقاوم است و هزاران سال به رنگ زرد روشن میدرخشد.
این ویژگی به عنوان نجیب بودن شیمیایی شناخته میشود، به این معنی که این عنصر، واکنشپذیری کمی دارد. طلا نجیبترین فلز شناخته شده است و به راحتی با موادی مانند اکسیژن که با اتمهای روی لایههای سطحی فلزات دیگر پیوند برقرار میکند تا زنگزدگی یا کدر شدن ایجاد کند، واکنش نمیدهد.
اکنون سانتو بیسواس(Santu Biswas) و متیو ام. مونتهمور(Matthew M. Montemore) شیمیدانان محاسباتی از دانشگاه تولین در ایالات متحده، دلیل آن را کشف کردهاند.
طبق تحقیقات آنها، چیدمان اتمها روی سطح طلا الگویی را تشکیل میدهد که آنقدر محکم بستهبندی شده است که مولکول دیاکسیژن که در غیر این صورت با آن تعامل داشت، نمیتواند به راحتی از هم جدا شود تا باعث اکسیداسیون یا همان زنگزدگی شود.
اگر این الگو را کمی شلتر کنیم، طلا میتواند به طرز چشمگیری در برابر زنگزدگی آسیبپذیرتر شود، اما این در واقع میتواند چیز خوبی باشد.
در شیمی، فعالسازی اکسیژن گامی مهم است که امکان وقوع واکنشهای دیگر را فراهم میکند. به عنوان مثال، برای تبدیل کربن مونوکسید به کربن دیاکسید، به یک اتم اکسیژن آزاد و واکنشپذیر نیاز دارید که بتواند به کربن مونوکسید(CO) متصل شود و آن را به کربن دیاکسید(CO2) تبدیل کند.
دانشمندان برای انجام این کار میتوانند دیاکسیژن را با استفاده از یک سطح فلزی که به تقسیم مولکول به دو اتم اکسیژن بسیار واکنشپذیر کمک میکند، فعال کنند.
طلا یک کاتالیزور بسیار مطلوب برای این واکنش خواهد بود، زیرا بسیار بیاثر است؛ یعنی با اتمها یا مولکولهای دیگر واکنش شدیدی نشان نمیدهد.
برخی از کاتالیزورهای فعالسازی اکسیژن، بسیار واکنشپذیرتر هستند که میتوانند محصولات جانبی نامطلوبی تولید کنند یا خود کاتالیزور بیش از حد به اکسیژن متصل میشود و با گذشت زمان دچار خوردگی میشود.
ممکن است فکر کنید طلا کاندیدای مناسبی برای این نوع کار نیست، اما دانشمندان در دهه 1980 کشف تکاندهندهای کردند. اگرچه طلای تودهای برای کاتالیز اکسیژن نامناسب است، اما نانوذرات طلا به طرز شگفتآوری در فعالسازی اکسیژن مؤثر هستند.
این کشف سوال بزرگی را مطرح کرد؛ اگر طلا در برابر اکسیژن به شدت مقاومت میکند، چگونه این ذرات کوچک میتوانند واکنشهای اکسیداسیون را هدایت کنند؟
تحقیقات جدید نشان میدهد که پاسخ ممکن است در نحوه چیدمان اتمها روی سطح طلا باشد.
بیسواس و مونتهمور از شبیهسازیهای کامپیوتری برای مطالعه آنچه هنگام تماس مولکولهای اکسیژن با سطوح طلای نانومقیاس با آرایشهای مختلف اتمها رخ میدهد، استفاده کردند.
آنها به طور خاص، دو نوع الگوی مختلف را مطالعه کردند. اول سطوح بازسازیشده، جایی که اتمها در آرایش ششضلعی فشردهای که طلا به طور طبیعی ترجیح میدهد، قرار میگیرند و دوم، سطوح بازسازینشده که الگوهای مربعمانند شلتری را تشکیل میدهند.
دانشمندان دریافتند که تفاوت بین دو نوع سطح چشمگیر است. در سطوح بازسازیشده، برهمکنش دقیقاً همانطور که انتظار میرفت، انجام شد. مولکول اکسیژن نتوانست به راحتی به دو اتم اکسیژن تقسیم شود، همانطور که در سناریوهای واقعی مربوط به طلای تودهای مشاهده شده است.
از طرفی روی سطوح بازسازی نشده، سناریو نمیتوانست متفاوتتر از این باشد و مولکولهای اکسیژن به راحتی از هم جدا میشوند.
شبیهسازیها نشان میدهند که دلیل این امر این است که مولکولهای اکسیژن روی سطح ششضلعیِ فشرده نمیتوانند فضای کافی برای تجزیه آسان پیدا کنند.
الگوهای مربعی با آن فضای داخلی، هندسه آزادتری دارند و مولکولهای اکسیژن میتوانند به راحتی فضای کافی برای تجزیه پیدا کنند.
محققان دریافتند که تفکیک اکسیژن، میلیاردها تا تریلیونها برابر آسانتر از سطوح بازسازی شده رخ میدهد. این ممکن است به توضیح این موضوع کمک کند که چرا نانوذرات طلا رفتار بسیار متفاوتی نسبت به طلای تودهای دارند. این ذرات کوچک ممکن است سطوح بازسازی شدهی فشردهای را که در قطعات بزرگتر طلا دیده میشود، به طور کامل توسعه ندهند و نواحی مربعمانند واکنشپذیرتری را در معرض دید قرار دهند.
آرایش فشرده اتمهای سطحی روی طلای تودهای لزوماً برای مقاومت در برابر اکسیداسیون طراحی نشده است؛ این فقط پایدارترین پیکربندی برای فلز است. مقاومت در برابر خوردگی فقط یک عارضه جانبی جالب آن است.
یافتههای جدید میتواند به دانشمندان در مهندسی کاتالیزورهای طلا که مقاومت در برابر خوردگی را با فعالسازی کارآمد اکسیژن متعادل میکنند، کمک کند.
محققان میگویند: این یافته درک جدیدی از دلیل بیاثر بودن طلا در برابر دیاکسیژن ارائه میدهد و نشان میدهد که ایجاد سطوحی با ساختارهای مربعی یا مستطیلی میتواند فعالیت کاتالیزوری را برای واکنشهای اکسیداسیون روی طلا به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
آنها افزودند: نتایج ما یک استراتژی جدید برای طراحی کاتالیزورهای مبتنی بر طلا ارائه میدهد که بازسازی را به حداقل میرساند یا نقوش مربعی شکل را برای افزایش فعالسازی دیاکسیژن تثبیت میکند.
این یافتهها در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد
سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز میشود
ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵
جان مالکوویچ در ونیز تشویق شد؛ هجوم «اسب وحشی نهم» به اسکار
دانشمندی که جواب سوالهایش را از آسمان میخواست
ادامه حاشیههای «آرش» و نوید؛ کیت بلانشت «الکترا» شد
کلونی در جشنواره فیلم ونیز درخشید و با شیر طلا به ترامپ تاخت
جدال دوباره ساترا و ارشاد؛ «داش آکل» وارد میشود
موشک ایرانی موضوع نخستین شماره کتابمجله "آورد"
فراخوانی برای جمع آوری «ایدههای برتر قرآنی»
موانع استجابت دعا چیست؟ طلب مغفرت برای کافران مستجاب نمیشود
مدیر اسلامی با مهندسی انسجام، سلایق را به وحدت عمل در میآورد
تصویری از نماز بر پیکر شهدای عروسی کوهستک سیریک
خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران
آغاز ثبت نام دهمین دوره تخصصی صحیفه سجادیه
مداحان کشور برای نوجوانان کلاس مداحی برگزار میکنند
هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود
منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد
ورود هوش مصنوعی به موضوعات قرآنی و پژوهشهای حدیثی و دینی
پایبندی پل شریدر به هوش مصنوعی؛ فیلم بعدی با AI ساخته میشود
یوسف حاتمی کیا: ۶سال گفتند این فیلم مصلحت نیست؛ مردمی که از غم نان با جان قمار میکنند
واکاوی رابطه هنر و سرمایه در ریبون
دلاور تنگستانی که حماسه بی پایان غیرت در خلیج فارس را زنده کرد
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالتهای آمریکا
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
موبایلهای آینده چگونه تغییر میکنند؟
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
دلاور تنگستانی که حماسه بی پایان غیرت در خلیج فارس را زنده کرد
یوسف حاتمی کیا: ۶سال گفتند این فیلم مصلحت نیست؛ مردمی که از غم نان با جان قمار میکنند
منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد
ورود هوش مصنوعی به موضوعات قرآنی و پژوهشهای حدیثی و دینی
خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران
هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود
آغاز ثبت نام دهمین دوره تخصصی صحیفه سجادیه
واکاوی رابطه هنر و سرمایه در ریبون
پایبندی پل شریدر به هوش مصنوعی؛ فیلم بعدی با AI ساخته میشود
مداحان کشور برای نوجوانان کلاس مداحی برگزار میکنند
سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز میشود
ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵
مدیر اسلامی با مهندسی انسجام، سلایق را به وحدت عمل در میآورد
فراخوانی برای جمع آوری «ایدههای برتر قرآنی»
ادامه حاشیههای «آرش» و نوید؛ کیت بلانشت «الکترا» شد
دانشمندی که جواب سوالهایش را از آسمان میخواست
تصویری از نماز بر پیکر شهدای عروسی کوهستک سیریک
جدال دوباره ساترا و ارشاد؛ «داش آکل» وارد میشود
کلونی در جشنواره فیلم ونیز درخشید و با شیر طلا به ترامپ تاخت
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.