सोना: वैज्ञानिकों को आखिरकार पता चल गया कि सोना कभी धूमिल क्यों नहीं होता, और इसका रहस्य इसकी स्वयं-सुरक्षा करने वाली सतह में छिपा है

आख़िरकार यह समझाया गया है कि सोना कभी धूमिल क्यों नहीं होता

हजारों वर्षों से, मनुष्य शुद्ध सोने को महत्व देता रहा है क्योंकि यह फीका हुए बिना चमकीला और चमकीला रहता है। अब, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि सोने में एक छोटी आत्म-सुरक्षा प्रणाली होती है जो सक्रिय रूप से ऑक्सीजन को इसकी सतह को नुकसान पहुंचाने से रोकती है।यह सफलता तुलाने विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं को मिली, जिन्होंने पाया कि सोने की सतह पर परमाणु स्वचालित रूप से खुद को ऐसे पैटर्न में पुनर्व्यवस्थित करते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को रोकते हैं। यह प्राकृतिक कवच ऑक्सीकरण को खरबों गुना तक धीमा कर देता है, जिससे लंबे समय से चले आ रहे रहस्य का समाधान हो जाता है कि कीमती धातु पीढ़ियों तक धूमिल होने से क्यों बचती है।फिजिकल रिव्यू लेटर्स में अपने निष्कर्षों को प्रकाशित करते हुए, अनुसंधान टीम ने दिखाया कि सोने की प्रसिद्ध स्थायित्व उसके परमाणुओं की भौतिक व्यवस्था से आती है, न कि केवल उसके रसायन विज्ञान से। यह खोज बदल सकती है कि निर्माता सोने पर आधारित उत्प्रेरक कैसे डिजाइन करते हैं, जिससे संभावित रूप से औद्योगिक विनिर्माण और हरित ऊर्जा के लिए नए अवसर पैदा होंगे।

एक उत्कृष्ट धातु का सूक्ष्म कवच

वैज्ञानिक लंबे समय से मानते रहे हैं कि सोना ख़राब नहीं होता क्योंकि यह एक उत्कृष्ट धातु है। प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में सबसे नीचे स्थित, सोना ज्ञात सबसे कम प्रतिक्रियाशील तत्वों में से एक है। इसका अद्वितीय इलेक्ट्रॉन विन्यास इसे अत्यधिक स्थिर बाहरी आवरण प्रदान करता है, जिसका अर्थ है कि यह आसानी से इलेक्ट्रॉन नहीं खोता है या ऑक्सीजन, पानी या सामान्य प्रदूषकों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।तुलाने यूनिवर्सिटी की टीम परमाणु स्तर पर इस स्थिरता को समझना चाहती थी। तुलाने में केमिकल इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर मैथ्यू मोंटेमोर ने कहा कि धातु खुद को साफ रखने में सक्रिय भूमिका निभाती है।मोंटेमोर ने कहा, “लोगों ने आम तौर पर सोचा है कि सोना सिर्फ इसलिए खराब नहीं होता क्योंकि यह ऑक्सीजन के साथ दृढ़ता से संपर्क नहीं करता है।” “हम जो दिखाते हैं वह यह है कि दो सबसे आम सोने की सतह के प्रकारों के लिए, सतह के परमाणु वास्तव में खुद को इस तरह से पुनर्व्यवस्थित करते हैं जो सोने को ऑक्सीकरण के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है।”इस व्यवहार का अध्ययन करने के लिए, मोंटेमोर और सह-लेखक संतु बिस्वास, एक पोस्टडॉक्टरल फेलो, ने ऑक्सीजन अणुओं के संपर्क में आने पर इलेक्ट्रॉन और परमाणु कैसे व्यवहार करते हैं, यह ट्रैक करने के लिए उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया। उन्होंने सोने की सतहों पर पाई जाने वाली दो सामान्य संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित किया।मॉडलों ने एक गतिशील प्रक्रिया का खुलासा किया। इस परमाणु पुनर्व्यवस्था के बिना, ऑक्सीजन अणु आसानी से धातु की सतह पर अलग हो जाएंगे और इसके ऑक्सीकरण का कारण बनेंगे। इन सुरक्षात्मक ज्यामितीय पैटर्न में बदलाव करके, सतह के परमाणु एक अवरोध पैदा करते हैं जो ऑक्सीजन को सोने के साथ बंधने से लगभग पूरी तरह से रोकता है। यह पुनर्व्यवस्था धूमिल होने की प्रक्रिया को एक बिलियन से ट्रिलियन तक धीमा कर देती है, जिससे शुद्ध सोने की वस्तुएं रोजमर्रा की परिस्थितियों में बहुत लंबे समय तक अपनी मूल चमक बनाए रख पाती हैं।

उद्योगपति कैसे सोने को ‘धोखा’ देते हैं ताकि वह खराब न हो

जबकि यह परमाणु कवच बताता है कि प्राचीन सोने के सिक्के और आधुनिक आभूषण क्यों चमकदार रहते हैं, यह औद्योगिक रसायन विज्ञान के लिए एक चुनौती भी पैदा करता है।सोने पर आधारित उत्प्रेरकों को महत्व दिया जाता है क्योंकि वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज़ करते हैं, विशेष रूप से विनिर्माण और पर्यावरण प्रौद्योगिकी में। हालाँकि, वही तंत्र जो सोने को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकता है, उसे कुछ रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए भी कम प्रभावी बनाता है।उद्योग वर्तमान में विनाइल एसीटेट के निर्माण के लिए गोल्ड-पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग करते हैं, जो प्लास्टिक बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक प्रमुख रसायन है। शोधकर्ता कार निकास प्रणालियों से विषाक्त कार्बन मोनोऑक्साइड को हटाने और औद्योगिक उपयोग के लिए प्रोपलीन ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए सोने के उत्प्रेरक का भी परीक्षण कर रहे हैं।मोंटेमोर ने कहा, “यदि आप सोने को छल से ऑक्सीजन में विघटित कर सकते हैं, तो यह वास्तव में कुछ प्रतिक्रियाओं के लिए एक बहुत प्रभावी उत्प्रेरक बन सकता है।” “हमारा काम इन सतही पुनर्व्यवस्थाओं को रोकने या उलटने के द्वारा संभावित रूप से ऐसा करने के लिए एक नई रणनीति का सुझाव देता है।”सोने के उत्प्रेरक को बेहतर बनाने के पारंपरिक तरीकों में सोने को अन्य धातुओं के साथ मिलाना या ऑक्साइड सतहों पर छोटे सोने के नैनोकणों का उपयोग करना शामिल है। तुलाने अध्ययन एक अलग दृष्टिकोण सुझाता है। सोने की सतह के आकार को नियंत्रित करने का तरीका सीखकर, रासायनिक इंजीनियर परमाणुओं को अपनी सुरक्षा ढाल बनाने से रोकने में सक्षम हो सकते हैं, जिससे स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के लिए आवश्यक होने पर धातु को और अधिक प्रतिक्रियाशील बना दिया जा सकता है।

रोज़ाना सोना अब भी क्यों फीका पड़ जाता है?

यह खोज कि शुद्ध 24 कैरेट सोना कभी धूमिल नहीं होता, यह भी बताता है कि क्यों कई आभूषण मालिकों को अभी भी अपने पसंदीदा टुकड़ों पर फीकापन, काले धब्बे या हरे निशान दिखाई देते हैं।शुद्ध सोना स्विमिंग पूल क्लोरीन, वायु प्रदूषण, सौंदर्य प्रसाधन और पसीने के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है, लेकिन यह बहुत नरम भी है। क्योंकि 24 कैरेट सोना रोजमर्रा पहनने के दौरान आसानी से मुड़ता और खरोंचता है, इसलिए जौहरी इसे शुद्ध रूप में शायद ही कभी इस्तेमाल करते हैं। इसके बजाय, वे मजबूत मिश्रधातु बनाने के लिए इसे कठोर आधार धातुओं के साथ मिलाते हैं।

सोने के आभूषण

ये मिश्रित धातुएँ पर्यावरण के प्रति आभूषण की प्रतिक्रिया को बदल देती हैं:

ताँबा: गुलाबी सोने का गर्म रंग बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, सल्फर और पसीने के संपर्क में आने पर तांबा गहरा हो जाता है और भूरा या हरा हो जाता है।चाँदी: पीले रंग को संतुलित करने के लिए, चांदी हवा में सल्फर यौगिकों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है, जिससे गहरे भूरे या काले रंग की परत बन जाती है।जस्ता और निकल: कठोरता बढ़ाने के लिए सफेद सोने और पीले सोने में उपयोग किया जाता है, ये धातुएं समय के साथ ऑक्सीकरण कर सकती हैं और अत्यधिक अम्लीय त्वचा पर हरे निशान छोड़ सकती हैं।आभूषण का रंग बदलने की संभावना उसकी कैरेट रेटिंग पर निर्भर करती है, जिससे पता चलता है कि उसमें कितना शुद्ध सोना है। 18 कैरेट का टुकड़ा 75 प्रतिशत शुद्ध सोना है, मिश्र धातु के लिए केवल 25 प्रतिशत बचा है। तुलनात्मक रूप से, 14 कैरेट सोने में 58.3 प्रतिशत सोना होता है, जबकि 10 कैरेट सोने में केवल 41.7 प्रतिशत होता है।क्योंकि कम कैरेट के आभूषणों में तांबा, चांदी या जस्ता अधिक होता है, नमी, घरेलू क्लीनर और रोजमर्रा की हवा के संपर्क में आने पर यह बहुत तेजी से खराब हो जाते हैं।

मिश्र धातु और रसायन विज्ञान का प्रबंधन

किसी व्यक्ति के शरीर का रसायन यह भी प्रभावित करता है कि ये मिश्र धातुएँ कितनी जल्दी प्रतिक्रिया करती हैं। मानव पसीने में विभिन्न स्तर के लवण और अम्ल होते हैं। अधिक अम्लीय त्वचा वाले लोग अक्सर देखते हैं कि उनकी अंगूठियां और कंगन कुछ ही महीनों में खराब हो जाते हैं क्योंकि उनके प्राकृतिक तेल पसीने के साथ मिलकर तांबे और चांदी के लिए अधिक संक्षारक वातावरण बनाते हैं।घरेलू उत्पादों के नियमित संपर्क से यह प्रक्रिया तेज हो जाती है। अमोनिया-आधारित क्लीनर, भारी लोशन, परफ्यूम और हेयरस्प्रे रासायनिक अवशेष छोड़ते हैं जो सतह पर मिश्र धातु धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।स्विमिंग पूल और हॉट टब और भी बड़ा जोखिम पैदा करते हैं। गर्मी और क्लोरीन कम कैरेट सोने में आणविक बंधन को कमजोर कर देते हैं, जिससे समय के साथ आभूषण की ताकत धीरे-धीरे कम हो जाती है।सफ़ेद सोना एक अलग समस्या का सामना करता है। ज्वैलर्स सफेद सोने को चांदी जैसी चमक देने के लिए रोडियम नामक चमकदार धातु से कोट करते हैं। जैसे ही आभूषण पहना जाता है, यह लेप धीरे-धीरे घिस जाता है, जिससे नीचे की हल्की पीली सोने की मिश्र धातु उजागर हो जाती है। यह धब्बेदार बदरंगता रासायनिक धूमिल होने के बजाय घिसाव के कारण होती है।

कोई कैसे सोने को अधिक समय तक जीवित रख सकता है?

सतह की गंदगी और रासायनिक धूमिल होने के बीच अंतर जानने से लोगों को अपने आभूषणों की उचित देखभाल करने में मदद मिलती है। रोजमर्रा की गंदगी, सौंदर्य प्रसाधन और तेल धातु को बदले बिना सतह पर एक सुस्त परत बनाते हैं। असली कलंक एक रासायनिक परिवर्तन का कारण बनता है, जिससे कांटों, उत्कीर्ण विवरणों और किनारों के आसपास काले धब्बे या रंग बदल जाते हैं।यदि गर्म पानी से हल्के से धोने और हल्के बर्तन धोने वाले साबुन की कुछ बूंदों से काली परत हट जाती है, तो समस्या केवल गंदगी थी। यदि मलिनकिरण बना रहता है, तो मिश्रधातुएँ धूमिल हो गई हैं।

आभूषण विशेषज्ञ कम कैरेट सोने के टुकड़ों की सुरक्षा के लिए कुछ सरल तरीके सुझाते हैं:

पृथक्करण: हीरे जैसे कठोर रत्नों से खरोंच को रोकने के लिए सोने के आभूषणों को अलग मुलायम कपड़े की थैली या लाइन वाले डिब्बे में रखें।पर्यावरण: आभूषण के बक्सों को ठंडी, सूखी जगह पर रखें। बाथरूम से बचें क्योंकि उच्च आर्द्रता के कारण कम-कैरेट मिश्रधातुएँ अधिक तेज़ी से ऑक्सीकरण करती हैं।रासायनिक बाधाएँ: रसायनों के सीधे संपर्क को कम करने के लिए आभूषण पहनने से पहले त्वचा देखभाल उत्पाद, परफ्यूम और हेयरस्प्रे लगाएं।अवशोषक: एंटी-टार्निश स्ट्रिप्स या विशेष भंडारण बैग का उपयोग करें जो आभूषण बक्से के अंदर नमी और हानिकारक गैसों को अवशोषित करते हैं।10-कैरेट या 14-कैरेट सोने पर गहरे या जिद्दी दाग ​​के लिए, एक विशेष सोना चमकाने वाला कपड़ा या एक भाग अमोनिया के साथ छह भाग पानी के घोल में थोड़ी देर भिगोने से मलिनकिरण को दूर करने में मदद मिल सकती है। अपघर्षक रसोई क्लीनर, बेकिंग सोडा पेस्ट और कागज़ के तौलिये से बचना चाहिए क्योंकि वे नरम सोने की सतहों पर स्थायी छोटी खरोंचें छोड़ देते हैं।