L’oro non arrugginisce. Lo sappiamo tutti. Ma sapere perché è sempre stato come guardare una porta chiusa.
Due ricercatori, Santu Biswas e un collega di nome Matthew Montemore dell’Università di Tulane, hanno appena girato la maniglia. Nelle Physical Review Letters, hanno spiegato il vero motivo per cui l’oro mantiene la sua lucentezza meglio del rame, del ferro o di qualsiasi altra cosa.
Non è magia. È geometria.
“Tutti sanno che l’oro è difficile da ossidare”, ha osservato Biswas. Doveva sottolineare la seconda parte. Il fatto è: perché?
Di solito pensiamo all’ossidazione come alla ruggine. O appannarsi, a seconda dell’umore. L’ossigeno attacca la superficie, si aggrappa agli atomi di metallo e cambia colore. Funziona rubando elettroni. Oro? L’oro accumula elettroni come un drago seduto su una pila di monete d’oro. Si rifiuta di condividere.
Questo fa parte del gioco. Sicuro.
Ma questo non basta a spiegare quanto sia ostinato il metallo. Biswas e Montemare sospettavano che ci fosse qualcos’altro in gioco. Qualcosa di strano.
Quando si taglia un pezzo d’oro, lo si spacca, lasciando scoperta la superficie fresca, gli atomi si fanno prendere dal panico. O meglio, si riorganizzano. In pochi secondi, cambiano posizione per creare uno schema a zigzag. Gli scienziati la chiamano ricostruzione della superficie. Sotto un microscopio a scansione a effetto tunnel, sembra una lavorazione in legno a spina di pesce.
La chiave, dicono, è lo stesso inganno chimico.
Prima che gli atomi si stabilizzino in quello zigzag frastagliato e protettivo, l’oro è vulnerabile. Le molecole di ossigeno, che viaggiano in coppia, possono rompersi e attaccarsi. La reazione costa poco in termini di energia. Succede in un batter d’occhio.
Poi avviene la ricostruzione.
Gli atomi sollevano strati più profondi dalla maggior parte del metallo. Fanno jam insieme. La griglia quadrata diventa un fitto pacco esagonale. Si stringe.
Perché? Perché all’equilibrio termodinamico piace l’ordine. L’imballaggio stretto consente agli atomi di scambiare calore in modo più efficiente. Rende la superficie stabile. Ma crea un muro.
L’ossigeno non può entrare.
È come cercare di infilare una mano nel pugno chiuso invece che nel palmo aperto. Il palmo aperto, la superficie cruda e fresca, è facile da attaccare. Il pugno chiuso – l’oro ricostruito a spina di pesce – è quasi impermeabile.
Le implicazioni non riguardano solo il fatto di mantenere lucenti le nostre collane.
I chimici vogliono controllarlo. Biswas suggerisce che se si copre la superficie dell’oro con un materiale assorbente si può fermare la ricostruzione. Mantieni la superficie disordinata. Mantienilo vulnerabile. Quindi l’oro si ossiderà. Facilmente.
Questo è un punto di svolta per la filtrazione dell’aria. Immagina di usare l’oro non solo come decorazione, ma come una spugna per l’ossigeno, estraendolo dalle miscele di gas per purificare il resto.
Quindi la prossima volta che guardi un anello d’oro, non pensare solo alla ricchezza. Pensa ai miliardi di minuscoli atomi, che si dispongono freneticamente a zigzag per tenere a bada il mondo.
Finora funziona abbastanza bene per loro.
