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Estudo da Universidade de Tulane indica que a resistência do ouro à oxidação envolve uma reorganização dos átomos na superfície do metal, capaz de reduzir drasticamente a ação do oxigênio e abrir novas possibilidades para catalisadores usados na indústria, no controle da poluição e na química de energia limpa
Estudo da Universidade de Tulane indica que a resistência do ouro à oxidação envolve uma reorganização dos átomos na superfície do metal, reduzindo drasticamente a reação com oxigênio e abrindo caminho para novos usos em catalisadores industriais.
O ouro pode manter brilho por milhares de anos porque seus átomos de superfície se reorganizam em padrões que dificultam a ação do oxigênio, indica estudo da Universidade de Tulane publicado na revista Cartas de revisão física.
Ouro resiste ao oxigênio pela forma da superfície
A explicação tradicional para a resistência do ouro à ferrugem sempre passou por sua condição de metal nobre. Isso significa que ele não reage facilmente com oxigênio, água ou substâncias do ambiente.
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Essa característica ajuda a entender por que joias, moedas e artefatos antigos atravessaram séculos com aparência preservada. Enquanto ferro, cobre e prata sofrem alterações visíveis, o ouro permanece associado a estabilidade.
O estudo acrescenta uma camada importante a essa interpretação. A resistência não dependeria apenas de indiferença química. Em nível atômico, a superfície do metal pode se rearranjar para dificultar reações com oxigênio.
Santu Biswas e Matthew M. Montemore, da Universidade de Tulane, usaram simulações de mecânica quântica para observar como moléculas de oxigênio se comportam em superfícies de ouro.
Reconstrução atômica muda reação do ouro
Quando uma nova superfície de ouro surge, após corte, arranhão ou formação de uma face cristalina, seus átomos externos podem não permanecer na posição original. Eles buscam outro arranjo, chamado reconstrução.
Nas simulações, superfícies não reconstruídas apresentavam padrões soltos e quadrados. Esse desenho oferecia espaço para que o oxigênio se separasse em átomos individuais, etapa necessária para iniciar oxidação em metais.
Já as superfícies reconstruídas agruparam os átomos em padrões hexagonais rígidos. Nessa geometria, as moléculas de oxigênio tiveram mais dificuldade para se quebrar e reagir com a superfície metálica.
A diferença surpreendeu os pesquisadores. No ouro reconstruído, a dissociação do oxigênio caiu por um fator de um bilhão a um trilhão em comparação com superfícies não reconstruídas, segundo Montemore à Scientific News.
O resultado ajuda a explicar por que o ouro em massa, presente em anéis, moedas, fios e peças históricas, conserva aparência por períodos. A superfície se acomoda em configuração de baixa energia e torna a oxidação difícil.
Descoberta pode ampliar uso industrial do ouro
A proteção não significa invulnerabilidade absoluta. O óxido de ouro é instável e, mesmo em superfície mais reativa, a tendência seria a formação de camada fina. Ainda assim, a geometria passa a ser central.
O estudo dialoga com descobertas desde a década de 1980, quando nanopartículas de ouro passaram a chamar atenção como catalisadores em reações nas quais o ouro em massa tinha baixo desempenho.
Partículas pequenas podem expor regiões quadradas, não reconstruídas, ou impedir que o metal se acomode em padrão compacto. Essas áreas menos ordenadas dariam ao oxigênio espaço para se dividir e participar de reações.
A ativação do oxigênio é relevante para transformar monóxido de carbono em dióxido de carbono, produzir químicos industriais e impulsionar oxidações. Catalisadores de ouro-paládio ajudam na produção de acetato de vinila.
O trabalho sugere controlar a forma da superfície do ouro. Padrões quadrados ou retangulares podem tornar o metal mais ativo, sem abandonar a resistência que o tornou valioso.
