Para confirmarlo, los investigadores estudiaron el comportamiento de las moléculas de oxígeno en cada tipo de superficie de oro. Preguntaron cuántas moléculas de oxígeno se adherirían a la superficie y, para las moléculas que se adhirieran, cuánta energía se necesitaría para provocar que las moléculas de oxígeno se rompieran. Demostraron que la estructura de la superficie que se observa comúnmente en el oro a granel (el patrón hexagonal) no retiene el oxígeno con fuerza y la estructura del oxígeno no se deforma. Esto significa que todavía se necesita una gran cantidad de energía para dividir una molécula de oxígeno en dos átomos que estén listos para reaccionar.
Por otro lado, si la estructura del oro es cuadrada, las moléculas de oxígeno se adhieren fácilmente a la superficie y cambian de forma hasta romperse, de modo que las moléculas pueden reaccionar (por supuesto, bajo esta condición, el oro también se oxidará). Los investigadores estiman que la superficie de oro de la red cuadrada es tan activa como los metales catalíticos comunes, como el platino.
Oculta tus partes sensibles
Las superficies de oro también son bastante activas en el sentido de que los átomos de oro se disponen fácilmente en la superficie. Al rizarlos, convirtieron una cuadrícula cuadrada plana y abierta en una cuadrícula hexagonal inactiva un poco más rugosa. Sin embargo, los cambios llamados reconstrucción de la superficie no pueden suceder por sí solos. En cambio, los átomos en movimiento forman una estructura repetitiva 2D que cubre una superficie expuesta, y el área requerida para formar una unidad completa de dicha estructura repetitiva es bastante grande. En una pieza de oro, esto no es un problema porque hay muchos átomos flotando, por lo que cada superficie es casi completamente inerte.
Con las nanopartículas, la historia es diferente. El número limitado de átomos significa que no hay suficientes átomos ni espacio para la reconstrucción de la superficie. Entonces, un material conocido por su inercia muestra de repente su verdadero color y comienza a reaccionar y actuar como catalizador.
Estos estudios muestran cuán complejos son los detalles de la química de superficies y la catálisis. Los metales inertes se vuelven activos y luego vuelven a ser inertes simplemente debido a cambios en el volumen del material. Esto también abre nuevas vías para la investigación de la catálisis, aunque no creo que el oro sea el catalizador elegido en el corto plazo.
Carta de revisión física2026, DOI: 10.1103/g3bc-t1qv
