L’oro resta brillante perché la sua superficie, più che il suo colore, ha un comportamento chimico fuori dal comune. A differenza del ferro, che reagisce con l’ossigeno fino a formare la ruggine, il metallo prezioso conserva nel tempo la propria stabilità. È una delle ragioni per cui l’oro è considerato il più nobile tra i metalli: non viene intaccato da quasi nessuna sostanza, con l’eccezione dell’acqua regia, una miscela acida capace di scioglierlo.
Il nodo scientifico riguarda la capacità della superficie metallica di attirare le molecole di ossigeno presenti nell’aria. Nei metalli soggetti a corrosione, la superficie facilita la separazione dei due atomi che compongono ogni molecola di ossigeno; questi atomi liberi possono poi legarsi al metallo e produrre nuovi composti. Nel caso dell’oro, questo passaggio avviene con estrema difficoltà. Un gruppo della Tulane University di New Orleans ha studiato il fenomeno attraverso simulazioni al computer, ricostruendo il modo in cui gli atomi si dispongono sulle superfici auree.
Il lavoro, pubblicato su Physical Review Letters, mostra che quando un frammento d’oro viene tagliato o lavorato gli atomi esposti possono assumere più configurazioni geometriche, tra cui strutture quadrate, rettangolari o esagonali. In condizioni ordinarie, però, la superficie tende rapidamente a riorganizzarsi nella forma esagonale, quella che richiede meno energia per rimanere stabile. Proprio questa disposizione riduce drasticamente la capacità dell’oro di combinarsi con l’ossigeno: una volta raggiunto l’assetto esagonale, l’attrazione verso l’ossigeno diminuisce di miliardi di volte.
La scoperta chiarisce un aspetto essenziale della chimica dei metalli nobili e suggerisce anche possibili applicazioni. Se gli atomi dell’oro restassero in una configurazione quadrata o rettangolare, anche questo metallo potrebbe andare incontro a ossidazione. La possibilità di costringerli, anche solo temporaneamente, in assetti meno stabili potrebbe aprire la strada a nuovi catalizzatori, utili per processi come la cattura della CO2 o la produzione di plastiche con minore impatto ambientale. Il valore della ricerca non sta quindi soltanto nel rispondere a una curiosità sul materiale più simbolico della gioielleria, ma anche nel mostrare come la forma microscopica della materia possa determinarne le proprietà macroscopiche.