Китайские ученые смогли выяснить, как медь может стать "химическим" золотом

Китайские ученые выяснили, как заставить медь исполнять все те же химические функции в катализаторах, что и золото, особым образом поменяв структуру ее электронных оболочек. Методика "трансмутации" меди в благородные металлы была представлена в журнале Science Advances.

"Бомбардировка атомов меди при помощи аргоновой плазмы особым образом меняет их, "замораживая" в металлическом состоянии. Они перестают взаимодействовать с угарным газом и кислородом, и в целом ведут так, как это делают благородные металлы. В будущем, медь станет полноценной заменой для золота в катализе", — пишут ученые.

Золото, несмотря на его химическую инертность и небольшую доступность в природе, сегодня активно применяется в качестве основы для многих химических катализаторов, ускоряющих превращения разных типов органических молекул. К примеру, оно сегодня используется при формировании различных соединений спирта и похожих на него веществ.

Ученые достаточно давно пытаются заменить золото на более дешевые металлы и другие неорганические элементы, однако ни химикам, ни другим специалистам не удалось подобрать аналогичного вещества, которое бы хорошо сопротивлялось действию окислителей и при этом могло ускорять реакции.

Цзянь Сун (Jian Sun) из Института химической физики КАН в Даляне (Китай) и его коллеги выяснили, что аналогом золота, а также других благородных металлов, может стать обычная медь, экспериментируя с необычными подвидами этого вещества.

Сун и его коллеги достаточно давно изучали то, как меняется поведение и структура частиц из различных материалов, возникающих в результате "бомбардировки" пластин из этих веществ крайне разреженной и холодной плазмой. Анализируя итоги одного из таких опытов, китайские физики заметили, что эта процедура породила уникальные наночастицы из меди.

Химический первач: зачем ученые превращают воздух в спирт.

На их поверхности не возникают тонкие пленки из окиси, обычно возникающие при контакте "чистой" меди с воздухом, а сами кусочки металла перестали взаимодействовать с некоторыми агрессивными веществами, такими как "веселящий газ". В целом, их свойства напомнили ученым то, как ведут себя катализаторы на базе золота, что побудило их сравнить их свойства.

Как показали эти опыты, "обстрелянные" наночастицы меди действительно крайне неохотно расставались с электронами, что характерно для золота, и ускоряли все те же реакции, как и благородные металлы. При этом они не разрушались так же быстро, как и "обычные" катализаторы на базе меди, и сохраняли свои свойства на протяжении многих суток.

Подобная "трансмутация", как надеются ученые, позволит удешевить катализаторы и перенаправить золото на другие цели, к примеру, в производство электроники, где его нельзя заменить при помощи других металлов.