A tabela periódica de elementos químicos completa 150 neste ano. O aniversário é uma chance de iluminar elementos específicos - alguns dos quais parecem onipresentes, mas sobre os quais as pessoas comuns fora do mundo da química provavelmente não sabem muito.

Um deles é ouro, que foi o assunto da minha pós-graduação em química, e que estudo há quase 30 anos. Na quimica, o ouro pode ser considerado um iniciador tardio quando comparado à maioria dos outros metais. Sempre foi considerado quimicamente "inerte" - mas nas últimas décadas floresceu e surgiu uma variedade de aplicações interessantes.

Ao longo, história curiosa

Ouro leva seu nome da palavra latina aurum ("amarelo"). É um elemento com uma história longa, mas um tanto misteriosa. Por exemplo, é um dos 12 elementos confirmados na tabela periódica cujo descobridor é desconhecido. Os outros são de carbono, enxofre, cobre, prata, ferro, lata, antimônio, mercúrio, liderar, zinco e bismuto.

Embora não tenhamos certeza de quem o descobriu, há evidências que sugerem que era conhecido pelos antigos egípcios já em 3000 aC. Historicamente, seu uso principal era para joias; este ainda é o caso hoje, também é usado em moedas da moeda. O ouro também é encontrado na arte antiga e moderna:é usado para preparar rubi ou pigmento roxo, ou como folha de ouro.

A África do Sul já foi, de longe, o principal país produtor de ouro:extraiu mais de 1, 000 toneladas só em 1970. Sua produção anual tem caído constantemente desde então - os três principais países produtores de ouro em 2017 foram a China, Austrália e Rússia, com um combinado produção de quase 1000 toneladas. A África do Sul caiu para a 8ª posição, até superado pelo Peru e Indonésia.

Mas os usos do ouro e suas propriedades químicas estendem-se a muitas outras áreas, além das joias e moedas cunhadas. Da pesquisa farmacêutica à nanotecnologia, este elemento antigo está sendo usado para impulsionar novas tecnologias que estão empurrando o mundo para o futuro.

Por que e como é útil

Dos 118 elementos confirmados na tabela periódica, nove são elementos naturais com isótopos radioativos usados ​​na chamada medicina nuclear. O ouro não é radioativo, mas, no entanto, é muito útil na medicina na forma de medicamentos que contêm ouro.

Existem duas classes de medicamentos de ouro usados ​​para tratar a artrite reumatóide. Um são os tiolatos de ouro injetáveis ​​- moléculas com um átomo de enxofre em uma extremidade, e uma cadeia química de praticamente qualquer descrição ligada a eles - encontrada em drogas como a miocrisina, Solganol e alocrisina. O outro é um complexo oral denominado Auranofin.

O ouro também é cada vez mais usado na nanotecnologia. Um nanomaterial é geralmente considerado um material em que qualquer uma de suas três dimensões é de 100 nanômetros (nm) ou menos. A nanotecnologia é útil porque não se restringe a um determinado material - qualquer material poderia, em princípio, ser transformado em um nanomaterial - mas sim a uma propriedade particular:a propriedade do tamanho.

Por exemplo, o ouro em sua forma volumosa tem uma cor amarela distinta. Mas, à medida que é dividido em pedaços muito pequenos, começa a mudar de cor, através de uma gama de vermelho e roxo, dependendo do tamanho relativo das nanopartículas de ouro. Essas nanopartículas podem ser usadas em uma variedade de aplicações, por exemplo, nos campos biomédico ou óptico-eletrônico.

Outro avanço empolgante para o ouro em nanotecnologia foi a descoberta em 1983 de que uma superfície limpa de ouro mergulhada em uma solução contendo um tiolato poderia formar monocamadas automontadas. Essas monocamadas modificam a superfície do ouro de maneiras muito inovadoras. A pesquisa sobre a modificação da superfície é importante porque a superfície de qualquer coisa pode mostrar propriedades muito diferentes do que o volume (ou seja, o interior) do mesmo material.

Mais por vir

Nanopartículas de ouro também provaram ser um catalisador eficaz. Um catalisador é um material que aumenta a taxa de uma reação química e, portanto, reduz a quantidade de energia necessária sem sofrer qualquer mudança química permanente. Isso é importante porque a catálise está no cerne de muitos produtos manufaturados que usamos hoje. Por exemplo, um catalisador transforma o propileno em óxido de propileno, que é o primeiro passo para fazer anticongelante.

Duas descobertas na década de 1980 fizeram os cientistas olharem para a catálise do ouro de maneira diferente. Masatake Haruta, em Osaka, Japão, fez óxidos mistos contendo ouro - e descobriu que o material era notavelmente ativo para catalisar a oxidação do monóxido de carbono tóxico em dióxido de carbono. Hoje, este catalisador é encontrado em escapamentos de veículos.

Ao mesmo tempo, Graham Hutchings, que trabalhava na indústria em Joanesburgo, África do Sul, descobriu um catalisador de ouro que funcionaria melhor para hidrocloração de acetileno. Este processo é fundamental para o plástico PVC, que é usado em praticamente toda a produção de encanamento. Até então, o catalisador industrial para este processo estava usando material de cloreto mercúrico que não agride o meio ambiente.

Muitos aplicativos

Na minha opinião, o ouro tem muitos outros usos que ainda não foram descobertos. Há muito mais por vir no mundo da pesquisa de ouro.

Haverá, Nos próximos anos, ser novos desenvolvimentos em como o elemento é usado em, entre outros, Medicina, nanotecnologia e catálise. Ele também encontrará novas aplicações na química quântica relativística (combinando a mecânica relativística com a química quântica), ciência da superfície (a física e química das superfícies e como elas interagem), luminescência e fotofísica - e muito mais.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.