सोना इसलिए चमकदार बना रह सकता है क्योंकि इसकी सतह के कुछ परमाणु ऐसी संरचनाओं में पुनर्गठित हो जाते हैं जो ऑक्सीजन की प्रतिक्रियाओं को अवरुद्ध करती हैं।
सोने को सदियों से इसलिए महत्व दिया जाता रहा है क्योंकि यह अपनी चमक बरकरार रखता है, लेकिन ट्यूलेन विश्वविद्यालय के नए शोध से पता चलता है कि इस स्थायित्व को केवल रसायन विज्ञान से ही नहीं समझाया जा सकता है।
फिज़िकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित एक अध्ययन में , ट्यूलेन के शोधकर्ताओं ने पाया कि सोने की कुछ सतहों पर परमाणु सुरक्षात्मक व्यवस्था में परिवर्तित हो सकते हैं जो ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रियाओं को काफी हद तक कम कर देते हैं।
इस खोज से यह समझने में मदद मिलती है कि सोने के गहने और अन्य सोने की वस्तुएं सदियों तक चमकदार क्यों बनी रहती हैं। इससे वैज्ञानिकों को औद्योगिक रसायन विज्ञान और ऊर्जा संबंधी उपयोगों के लिए बेहतर सोने-आधारित उत्प्रेरक डिजाइन करने में भी मदद मिल सकती है।
"आम तौर पर लोग मानते आए हैं कि सोना इसलिए धूमिल नहीं होता क्योंकि यह ऑक्सीजन के साथ मजबूती से प्रतिक्रिया नहीं करता," टुलेन विश्वविद्यालय के विज्ञान और इंजीनियरिंग स्कूल में रासायनिक इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर मैथ्यू मोंटेमोर ने कहा। "हमने जो दिखाया है वह यह है कि सोने की सतह के दो सबसे आम प्रकारों के लिए, सतह के परमाणु वास्तव में खुद को इस तरह से पुनर्व्यवस्थित करते हैं जिससे सोना ऑक्सीकरण के प्रति कहीं अधिक प्रतिरोधी हो जाता है।"
मॉन्टेमोर और उनके सह-लेखक संतू बिस्वास, जो ट्यूलेन के केमिकल एंड बायोमॉलिक्यूलर इंजीनियरिंग विभाग में पोस्टडॉक्टोरल फेलो हैं, ने कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके यह अध्ययन किया कि जब ऑक्सीजन अणु दो सामान्य सोने की सतह संरचनाओं के संपर्क में आते हैं तो परमाणु और इलेक्ट्रॉन कैसे व्यवहार करते हैं। उनके परिणामों से पता चला कि यदि सतह के परमाणु पुनर्गठित नहीं होते हैं तो ऑक्सीजन अणु कहीं अधिक आसानी से टूटकर सोने के साथ प्रतिक्रिया करेंगे।
पुनर्व्यवस्थित सतहों के बनने से ऑक्सीजन के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएँ एक अरब से एक खरब गुना तक कम हो गईं। वास्तव में, स्थानांतरित परमाणु परमाणु स्तर पर एक सुरक्षात्मक अवरोध बनाते हैं, जिससे सोना अत्यंत लंबे समय तक चमकदार बना रहता है।
इन परिणामों से सोने के धूमिल होने के प्रति प्रसिद्ध प्रतिरोध का एक नया स्पष्टीकरण मिलता है, साथ ही उत्प्रेरण में संभावित सुधारों की ओर भी इशारा मिलता है।
सोने पर आधारित उत्प्रेरक, जो रासायनिक अभिक्रियाओं को गति प्रदान करते हैं, पहले से ही कुछ औद्योगिक ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं में उपयोग किए जाते हैं। लेकिन सोने का वही प्रतिरोध जो इसे आभूषणों और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोगी बनाता है, रासायनिक विनिर्माण और ऊर्जा अनुप्रयोगों में इसकी प्रभावशीलता को कम कर सकता है क्योंकि यह ऑक्सीजन अणुओं को आसानी से नहीं तोड़ता है।
सोने और पैलेडियम को मिलाकर बनाए गए उत्प्रेरकों का उपयोग विनाइल एसीटेट के उत्पादन में किया जाता है, जो कई प्लास्टिक और अन्य सामग्रियों के निर्माण में प्रयुक्त होने वाला एक रसायन है। इसके अलावा, वाहनों के धुएं से कार्बन मोनोऑक्साइड को हटाने और एक महत्वपूर्ण औद्योगिक रसायन प्रोपलीन ऑक्साइड के उत्पादन जैसे अनुप्रयोगों के लिए भी सोने के उत्प्रेरकों का अध्ययन किया जा रहा है।
"अगर आप सोने को ऑक्सीजन से अलग करने के लिए प्रेरित कर सकते हैं, तो यह वास्तव में कुछ प्रतिक्रियाओं के लिए एक बहुत प्रभावी उत्प्रेरक बन सकता है," मोंटेमोर ने कहा। "हमारा शोध इन सतही पुनर्व्यवस्थाओं को रोकने या उलटने के द्वारा ऐसा करने के लिए एक नई रणनीति का सुझाव देता है।"
सोने के उत्प्रेरकों को बेहतर बनाने के पिछले प्रयासों में अक्सर सोने को अन्य धातुओं के साथ मिलाने या ऑक्साइड सतहों पर सोने के छोटे नैनोकणों को रखने पर ध्यान केंद्रित किया गया है। नया शोध बताता है कि सोने की सतह की ज्यामिति को ही बदलकर सोने को अधिक प्रतिक्रियाशील बनाया जा सकता है।
