L’or ne rouille pas. Nous le savons tous. Mais savoir pourquoi a toujours eu l’impression de regarder une porte fermée.
Deux chercheurs, Santu Biswas et un collègue nommé Matthew Montemore de l’Université de Tulane, viennent de tourner la poignée. Dans Physical Review Letters, ils ont exposé la véritable raison pour laquelle l’or conserve mieux son éclat que le cuivre, le fer ou toute autre chose.
Ce n’est pas magique. C’est de la géométrie.
“Tout le monde sait que l’or est difficile à oxyder”, a noté Biswas. Il devait insister sur la deuxième partie. Le problème, c’est pourquoi ?
Nous considérons généralement l’oxydation comme de la rouille. Ou ternir, selon votre humeur. L’oxygène attaque la surface, s’accroche aux atomes métalliques et change la couleur. Cela fonctionne en volant des électrons. Or? L’or accumule les électrons comme un dragon se trouve sur un tas de pièces d’or. Il refuse de partager.
Cela en fait partie. Bien sûr.
Mais cela ne suffit pas à expliquer à quel point le métal est tenace. Biswas et Montemare soupçonnaient qu’autre chose était en jeu. Quelque chose de bizarre.
Lorsque vous fendez un morceau d’or – que vous l’ouvrez et que vous exposez sa nouvelle surface – les atomes paniquent. Ou plutôt, ils réorganisent. En quelques secondes, ils changent de position pour créer un motif en zigzag. Les scientifiques appellent cela la reconstruction de surface. Au microscope à effet tunnel, cela ressemble à une boiserie à chevrons.
La clé, disent-ils, réside dans cette même supercherie chimique.
Avant que les atomes ne s’installent dans ce zigzag déchiqueté et protecteur, l’or est vulnérable. Les molécules d’oxygène, qui voyagent par paires, peuvent se briser et rester collées. La réaction est peu coûteuse en énergie. Cela se produit en un clin d’œil.
Ensuite, la reconstruction a lieu.
Les atomes tirent des couches plus profondes de la masse du métal. Ils jouent ensemble. La grille carrée devient un paquet hexagonal dense. Cela se resserre.
Pourquoi? Parce que l’équilibre thermodynamique aime l’ordre. L’emballage serré permet aux atomes d’échanger la chaleur plus efficacement. Cela rend la surface stable. Mais cela crée un mur.
L’oxygène ne peut pas entrer.
C’est comme essayer de passer une main dans un poing fermé plutôt qu’une paume ouverte. La paume ouverte – la surface brute et fraîche – est facile à attaquer. Le poing fermé – l’or à chevrons reconstitué – est presque imperméable.
Les implications ne concernent pas seulement le maintien de la brillance de nos colliers.
Les chimistes veulent contrôler cela. Biswas suggère que si vous recouvrez la surface de l’or avec un matériau absorbant, vous pouvez arrêter la reconstruction. Gardez la surface en désordre. Gardez-le vulnérable. Ensuite, l’or va s’oxyder. Facilement.
Cela change la donne pour la filtration de l’air. Imaginez que vous utilisiez l’or non seulement comme décoration, mais aussi comme une éponge à oxygène, en le retirant des mélanges gazeux pour purifier le reste.
Alors la prochaine fois que vous regarderez une bague en or, ne pensez pas seulement à la richesse. Pensez aux milliards de minuscules atomes qui s’organisent frénétiquement en zigzags pour tenir le monde à distance.
Cela fonctionne plutôt bien pour eux jusqu’à présent.
