Ilmuwan akhirnya berhasil mengungkap struktur atom khusus yang membuat kilau perhiasan emas tetap abadi dan bebas karat selama ribuan tahun.
Ilustrasi dibuat oleh AI. Ringkasan
- Ilmuwan menemukan bahwa atom permukaan emas membentuk pola heksagonal yang menghambat oksidasi secara ekstrem.
- Efek relativistik pada elektron emas membuat logam ini tampak kuning dan berbeda dari logam lain.
- Temuan ini berpotensi membantu pengembangan katalis industri, energi terbarukan, dan teknologi material baru.
SIAPA yang tidak suka melihat perhiasan emas yang berkilau mewah? Berbeda dengan perak yang mudah menghitam atau besi yang gampang berkarat, emas dikenal sangat tangguh mempertahankan pesonanya.
Selama berabad-abad, masyarakat umum hingga komunitas ilmiah hanya mengetahui bahwa emas tidak mudah bereaksi dengan oksigen.
Namun, bagaimana mekanisme fisik yang sebenarnya terjadi di tingkat molekuler baru benar-benar terpecahkan baru-baru ini.
Lewat studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal bergengsi Physical Review Letters, misteri besar ini akhirnya terjawab.
Tim peneliti menemukan bahwa atom-atom di permukaan emas secara alami melakukan "trik sulap" dengan menyusun ulang diri mereka menjadi pola tertentu.
Pola atom ini bertindak bagai perisai mikro yang sangat kuat, mampu menekan reaksi oksigen hingga faktor satu miliar bahkan satu triliun kali lipat.
Penemuan ini seperti dikutip dari laporan Gizmodo, tidak hanya menjelaskan alasan emas tidak memudar, tetapi juga membuka babak baru dalam dunia manufaktur dan kimia industri.
Menurut Matthew Montemore, penulis studi sekaligus insinyur kimia dari Tulane University, pemahaman lama yang menganggap emas sekadar malas berinteraksi dengan oksigen tidaklah sepenuhnya salah, namun kurang akurat.
Apa yang mereka temukan adalah bahwa pada dua jenis permukaan emas yang paling umum, atom-atomnya bergerak aktif membentuk formasi geometris heksagonal (segi enam).
Formasi inilah yang secara aktif menolak proses oksidasi.
Uniknya, ketika peneliti menguji formasi berbentuk persegi atau persegi panjang, perisai tersebut justru rapuh, membuat molekul oksigen berhasil menerobos dan merusak emas.
Sebelum menyelam lebih dalam ke tingkat atom, menarik untuk memahami mengapa emas memiliki warna kuning yang khas.
Warna sebuah objek sangat bergantung pada bagaimana cahaya berinteraksi dengan elektron-elektronnya.
Pada kebanyakan logam, lautan elektron bebas menyerap dan memancarkan kembali partikel cahaya (foton) dalam rentang frekuensi yang luas, menghasilkan warna keperakan yang netral.
Namun, emas adalah pengecualian yang sangat eksotis. Berdasarkan penjelasan ilmuwan di BBC Science Focus, emas dipengaruhi oleh efek relativistik khusus.
Elektron pada emas bergerak luar biasa cepat, bahkan melebihi setengah kecepatan cahaya. Pergerakan super cepat ini menyebabkan emas menyerap cahaya biru yang berenergi rendah.
Dalam teori warna, ketika spektrum warna biru diserap atau dihilangkan dari cahaya putih, maka warna yang memantul dan tertangkap oleh mata manusia adalah warna kuning keemasan yang berkilau.
Dalam melakukan penelitian ini, Montemore dan rekannya, Santu Biswas, memanfaatkan simulasi komputer canggih untuk memprediksi perilaku atom dan elektron saat bertemu molekul oksigen.
Mereka berfokus pada dua jenis struktur permukaan emas yang populer, yaitu Au(110) dan Au(100).
Dari sanalah mereka menyimpulkan bahwa sifat "anti-sosial" emas terhadap oksigen tidaklah cukup tanpa adanya formasi heksagonal yang kokoh tersebut.
Selain memuaskan rasa penasaran pencinta perhiasan, penemuan ini membawa dampak praktis yang masif bagi industri.
Selama ini, sifat emas yang sangat tahan oksidasi justru menjadi tantangan besar dalam dunia katalisis—cabang kimia yang berfokus pada percepatan reaksi.
Emas sangat dibutuhkan dalam industri kimia, misalnya sebagai katalis emas-paladium untuk memproduksi vinil asetat, bahan dasar berbagai jenis plastik modern.
Bahkan, riset tambahan dari jurnal Nature Chemistry menunjukkan bahwa pemanfaatan katalis berbasis emas kini tengah dikembangkan secara intensif untuk memproduksi bahan bakar ramah lingkungan dan energi terbarukan.
Melalui temuan terbaru ini, para ilmuwan tidak perlu lagi mencari formula kimia yang rumit untuk memicu reaksi.
Cukup dengan memanipulasi geometri fisik permukaan emas agar tidak membentuk formasi heksagonal, emas bisa "diakali" untuk mengikat oksigen dan menjadi katalis yang jauh lebih efisien.
Disadur dari Gizmodo - Scientists Identify Atomic Trick That Keeps Gold Shiny.
Posting Komentar