Emas tidak berkarat. Kita semua tahu itu. Namun mengetahui mengapa selalu terasa seperti menatap pintu yang tertutup.
Dua peneliti, Santu Biswas dan rekannya bernama Matthew Montemore dari Universitas Tulane, baru saja membalikkan keadaan. Dalam Surat Tinjauan Fisik, mereka memaparkan alasan sebenarnya mengapa emas mempertahankan kilaunya lebih baik daripada tembaga, besi, atau apa pun.
Ini bukan sihir. Itu geometri.
“Semua orang tahu bahwa emas sulit dioksidasi,” kata Biswas. Dia harus menekankan bagian kedua. Masalahnya, kenapa?
Kita biasanya menganggap oksidasi sebagai karat. Atau ternoda, tergantung suasana hati Anda. Oksigen menyerang permukaan, menempel pada atom logam, dan mengubah warna. Ia bekerja dengan mencuri elektron. Emas? Emas menimbun elektron seperti seekor naga yang duduk di atas tumpukan koin emas. Ia menolak untuk berbagi.
Itu bagian dari itu. Tentu.
Tapi itu tidak cukup untuk menjelaskan betapa kerasnya logam tersebut sebenarnya. Biswas dan Montemare curiga ada hal lain yang sedang terjadi. Sesuatu yang aneh.
Saat Anda membelah sebongkah emas—membelahnya, permukaan barunya terlihat—atom-atomnya panik. Atau lebih tepatnya, mereka mengatur ulang. Dalam hitungan detik, mereka berpindah posisi hingga menciptakan pola zigzag. Para ilmuwan menyebutnya rekonstruksi permukaan. Di bawah pemindaian mikroskop terowongan, tampak seperti kayu herringbone.
Kuncinya, kata mereka, adalah tipuan kimiawi yang sama.
Sebelum atom-atomnya menetap di zigzag pelindung yang bergerigi itu, emas menjadi rentan. Molekul oksigen—yang bergerak berpasangan—dapat pecah dan menempel. Reaksi ini hemat energi. Itu terjadi dalam sekejap.
Kemudian rekonstruksi terjadi.
Atom menarik lapisan yang lebih dalam dari sebagian besar logam. Mereka bermain bersama. Kotak persegi menjadi paket heksagonal yang padat. Ini semakin menegangkan.
Mengapa? Karena kesetimbangan termodinamika menyukai keteraturan. Pengemasan yang ketat memungkinkan atom menukar panas dengan lebih efisien. Itu membuat permukaan stabil. Tapi itu menciptakan tembok.
Oksigen tidak bisa masuk.
Ini seperti mencoba memasukkan tangan ke dalam kepalan tangan versus telapak tangan terbuka. Telapak tangan yang terbuka—permukaan yang mentah dan segar—mudah diserang. Tangan yang terkepal—emas tulang herring yang direkonstruksi—hampir tahan terhadapnya.
Implikasinya bukan hanya menjaga kalung kita tetap berkilau.
Ahli kimia ingin mengendalikan hal ini. Biswas menyarankan jika Anda menutupi permukaan emas dengan bahan penyerap, Anda dapat menghentikan rekonstruksi. Jaga agar permukaannya tetap berantakan. Jaga agar tetap rentan. Kemudian emas akan teroksidasi. Dengan mudah.
Ini adalah terobosan dalam penyaringan udara. Bayangkan menggunakan emas bukan hanya sebagai hiasan, tapi sebagai spons untuk oksigen, menghilangkan campuran gas untuk memurnikan sisanya.
Jadi lain kali Anda melihat cincin emas, jangan hanya memikirkan kekayaan. Bayangkan tentang miliaran atom kecil, yang dengan panik menyusun dirinya menjadi zig-zag untuk menjauhkan dunia.
Sejauh ini, hal ini berhasil dengan baik bagi mereka.
