کوچکترین غبار طلای دنیا

دانشمندان دانشگاه صنعتی وین روشی یافتند که با استفاده از آن می‌توان یک اتم طلا را روی سطح نشاند. این روش جدید می‌تواند مسیر تولید کاتالیست‌های ارزان و بهتر را هموار کند.

بیشتر مردم دنیا داشتن مقادیر بیشتر و بزرگتر طلا را ارزشمند می‌دانند اما پژوهشگران دانشگاه صنعتی وین به مقادیر کوچک‌تر این ماده علاقه‌مند هستند دلیل این امر آن است که اتم‌های طلا پتانسیل فعالیت بیشتری در واکنش‌های شیمیایی دارد. اما زمانی که اتم‌های طلا روی یک سطح قرار می‌گیرند تمایل دارند به‌هم متصل شده و خوشه‌های بسیار کوچکی متشکل از چند اتم را تشکیل دهند. یک تیم تحقیقاتی از محققان علوم سطح درصدد برآمدند تا اتم‌های طلای منفرد را روی سایت‌های ویژه‌ای روی سطح اکسید آهن قرار دهند. با این کار می‌توان کاتالیست‌های کاراتر تولید کرد این مسئله منجر به کاهش مصرف فلزات گران‌قیمت می‌شود.

طلا یک فلز نجیب است بنابراین با عناصر دیگر پیوندی برقرار نمی‌کند اما در صورت استفاده به‌عنوان کاتالیست می‌تواند موجب تسهیل واکنش‌های شیمیایی شود. برای مثال از این ماده می‌توان برای تبدیل گاز سمی منوکسید کربن به دی اکسید کربن استفاده کرد. اثربخشی طلا به‌عنوان کاتالیست به ابعاد آن بستگی دارد. برخی شواهد حاکی از آن است که اگر طلا به‌صورت اتمی باشد بیشترین و بهترین عملکرد را داراست. اما تاکنون در این باره تحقیق نشده است. گارت پارکینوسن از موسسه فیزیک کاربردی می‌گوید اگر اتم‌های منفرد طلا روی سطح قرار گیرند به‌صورت خوشه‌ای در می‌آیند و نانوذرات تشکیل می‌شوند.

بالا رفتن دما موجب می‌شود حرکت اتم‌های طلا بیشتر شود، برای این که مانع از خوشه‌ای شدن آنها شد باید سطح را خنک کرد این کاهش دما به‌قدری است که در نهایت منجر به متوقف شدن کامل واکنش شیمیایی می‌شود. تیم تحقیقاتی دانشگاه وین نوع ویژه‌ای از سطح اکسید آهن را یافته‌اند که اتم‌های منفرد طلا را در سطح متوقف می‌کند.

دلیل این پدیده در انحراف جزئی ساختار بلوری اکسید آهن است. اتم‌های اکسیژن در لایه بالایی به‌صورت مستقیم و کامل تراز نشده‌اند در واقع این اتم‌ها بوسیله اتم زیرین از جای اصلی خود خارج شده‌اند. در چنین نقطه‌ای که اتم‌های اکسیژن نزدیک یکدیگر قرار گرفته‌اند، اتم‌های طلا به محکمی به سطح می‌چسبند. در این صورت اگر سطح گرم شود باز هم اتم‌ها در جای خود قرار دارند تنها اگر دما به بالاتر از ۵۰۰ درجه سیلیسیوس برسد اتم‌های طلا شروع به خوشه‌ای شدن می‌کنند.