البريق الأبدي للذهب.. سر كشفته الفيزياء بعد قرون من البحث

مقتطف إضافي من الخلاصة المتاحة عبر المصدر

لطالما حظي الذهب بتقدير كبير على مدى آلاف السنين، ليس فقط لقيمته الاقتصادية العالية، بل أيضا بفضل بريقه الدائم ولمعانه الذي لا يخبو. فسواء عُثر عليه في مقابر أثرية قديمة أو انتُشل من أعماق البحار بعد قرون طويلة، غالبا ما يبدو هذا المعدن وكأنه لم يتأثر بمرور الزمن.

ورغم إدراك العلماء منذ زمن بعيد أن أحد أكثر المعادن شهرة في التاريخ يتمتع بمقاومة استثنائية للأكسدة والتآكل لفترات تفوق معظم المعادن الأخرى بكثير، فإن السبب الذري الدقيق وراء هذه الظاهرة ظل غير مفهوم بشكل كامل.

واليوم، تقدم دراسة حديثة نُشرت في دورية "فيزيكال ريفيو ليترز" تفسيرا جديدا لهذا اللغز، بعدما كشفت أن مقاومة الذهب للتشوه وفقدان اللمعان ليست مجرد نتيجة لخمول كيميائي طبيعي، بل تكمن في بنية ذرية معقدة تتشكل على سطحه وتحميه من التفاعل مع الأكسجين.

يُعرف الذهب منذ زمن طويل بأنه من "المعادن النبيلة"، أي المعادن التي تتمتع بمقاومة عالية للتفاعلات الكيميائية مع العناصر المحيطة بها مثل الأكسجين. ولهذا السبب، لا يتعرض للصدأ مثل الحديد، ولا يفقد بريقه كما يحدث للفضة أو النحاس.

وتحدث الأكسدة عندما يتفاعل الأكسجين -أو عناصر أخرى مثل الكبريت- مع سطح المعدن، مكونا طبقات من المركبات الكيميائية الجديدة. ففي الحديد يُعرف هذا التفاعل بالصدأ، بينما يُطلق عليه في المعادن الأخرى اسم التلطخ أو التآكل السطحي.

وكان الاعتقاد السائد أن مقاومة الذهب للأكسدة ترجع ببساطة إلى احتفاظه القوي بإلكتروناته وعدم ميله للتفاعل مع الأكسجين، لكن فريقا بحثيا من جامعة تولين الأمريكية رأى أن هذا التفسير لا يكفي لفهم مدى مقاومته الاستثنائية.

وباستخدام نماذج محاكاة حاسوبية متقدمة لدراسة كيفية تفاعل جزيئات الأكسجين مع نوعين شائعين من البنى السطحية للذهب، توصل الباحثون إلى أن الذهب يمتلك سلوكا فريدا عند تكون سطح جديد له نتيجة القطع أو الكسر.

عندما ينكشف سطح جديد من الذهب، لا تبقى الذرات السطحية في مواقعها الأصلية، بل تعيد ترتيب نفسها تلقائيا في تراكيب هندسية شديدة التماسك، أبرزها الأنماط السداسية المتراصة، مما يجعل حدوث الأكسدة أكثر صعوبة.

…