Pesquisadores da Tulane University descobriram que o ouro possui um sistema de autodefesa que o torna extremamente resistente à oxidação. As investigações indicam que os átomos na superfície do ouro se reorganizam em padrões que dificultam a reação com o oxigênio, reduzindo a oxidação em até um trilhão de vezes. Essa descoberta não só esclarece por que joias de ouro mantêm seu brilho por gerações, mas também pode auxiliar na criação de catalisadores baseados em ouro mais eficazes para a manufatura e tecnologias de energia limpa.

O comportamento atômico do ouro

O estudo, publicado na revista Physical Review Letters, destaca que a durabilidade do ouro não se deve apenas à sua química, mas também à disposição dos átomos em sua superfície. Segundo Matthew Montemore, professor associado de Engenharia Química da Tulane, a crença comum era que o ouro não se oxidava devido à sua fraca interação com o oxigênio. No entanto, a pesquisa demonstra que, para dois dos tipos de superfície de ouro mais comuns, os átomos na superfície se rearranjam, tornando o metal muito mais resistente à oxidação.

Montemore e o coautor Santu Biswas, pesquisador pós-doutoral no Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da Tulane, utilizaram simulações computacionais para modelar o comportamento de átomos e elétrons. Eles analisaram como as moléculas de oxigênio interagem com dois tipos comuns de superfícies de ouro. As simulações revelaram que, na ausência de rearranjos atômicos, as moléculas de oxigênio poderiam se dividir e reagir com o ouro com mais facilidade. Com a reestruturação atômica, essas reações são dramaticamente limitadas.

Implicações para catalisadores de ouro

Além de elucidar uma das características mais reconhecíveis do ouro, a pesquisa pode ter importantes implicações para a catálise. Catalisadores à base de ouro, que aceleram reações químicas, já são utilizados em diversos processos de oxidação industrial. Contudo, a mesma propriedade que torna o ouro altamente resistente ao oxigênio, ideal para joias e eletrônicos, também diminui sua eficácia em algumas reações químicas e relacionadas à energia.

Por exemplo, catalisadores de ouro e paládio são empregados na produção de acetato de vinila, um componente essencial em plásticos e outros produtos. Cientistas também estão explorando catalisadores de ouro para aplicações como a remoção de monóxido de carbono de gases de escape de veículos e a produção de óxido de propileno, outro produto químico industrial amplamente utilizado.

Montemore afirma: "Se você conseguir induzir o ouro a dissociar oxigênio, ele pode se tornar um catalisador muito eficaz para certas reações." O estudo sugere uma nova estratégia para alcançar isso, prevenindo ou revertendo esses rearranjos na superfície do ouro.

Até o momento, os esforços para melhorar os catalisadores de ouro têm se concentrado principalmente na combinação do metal com outros metais ou no uso de nanopartículas de ouro em superfícies de óxido. As novas descobertas sugerem que controlar a geometria da superfície do ouro e a disposição de seus átomos pode aprimorar o desempenho catalítico do metal, ao mesmo tempo em que se aprofunda a compreensão de por que o ouro permanece intocado ao longo da história.