Китайски учени наблюдават формирането на златни наночастици

Китайски изследователи описаха в детайли как се образуват златни наночастици върху повърхността на пирит. Статия с резултатите беше публикувана в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Работата разкрива ключови стъпки във формирането на злато при контакт между пирит и воден разтвор, дори когато концентрацията на благородния метал е изключително ниска.

Основно откритие

Екипът, ръководен от Института по геохимия в Гуанчжоу към Китайската академия на науките, установи, че на границата между пиритната повърхност и водната среда се формира плътен течен слой. Този слой функционира като своеобразна „нанофабрика“ — среда, където започва утаяването и сглобяването на златни наночастици. Процесът е наблюдаван да протича дори при разредени златосъдържащи разтвори с концентрации около 10 части на милиард.

Откритието променя представата за това как от много бедни разтвори може да се натрупа значим обем злато на повърхността на минерала. Индуцираното от пирита утаяване на злато се разглежда като критична стъпка за образуването на висококачествени залежи, а новите наблюдения хвърлят светлина върху динамиката на този процес.

Хронология на формирането

Проследяването в реално време разкри конкретна времева последователност. При експеримента около 13 минути след началния контакт между пирита и разтвора се появява характерният плътен течен слой върху минералната повърхност. След това, приблизително 20 минути по-късно, в рамките на този слой започват да се образуват златни наночастици. С течение на времето броят и размерът на тези наночастици нарастват.

Тази времева рамка дава първите прецизни доказателства за динамиката на утаяването — кога условията на интерфейса стават подходящи за начално образуване на частици и как те еволюират след своето възникване.

Методология и значение

Ключовото качество на изследването е възможността да се наблюдава реакцията в реално време. Досега много проучвания разчитаха предимно на постреакционни анализи, които затрудняваха улавянето на началните и бързо протичащи етапи при утаяването на златото. В настоящата работа екипът успя да следи процесите на място, което позволи да се документират ранните фази на формиране и растеж на наночастиците.

Резултатите предоставят емпирична основа за моделиране и по-добро разбиране на физико-химичните механизми на границата пирит–вода, които водят до утаяване на благородния метал. Това е от значение за геоложката наука и може да подобри обясненията за произхода на богати златни залежи от изключително бедни източници.

Последици за изучаването на златните руди

Описаният механизъм — плътният течен слой като място за синтез и агрегация на частици — предлага нова перспектива за формирането на златна руда от разредени разтвори. Ако пиритът може да индуцира локално концентриране и утаяване на злато при такива условия, това подпомага обясненията за появата на високоценни залежи в природата.

Наблюденията дават и практически отправни точки за бъдещи изследвания: кои фактори определят началото на образуването на плътния слой, как влияят различни химични параметри на скоростта и мащаба на утаяването, и по какъв начин агрегиращите наночастици могат да се превърнат в по-големи минерални структури.

В заключение, публикуваните резултати предлагат ново, директно наблюдаемо звено в веригата от процеси, водещи до натрупване на злато върху пиритни повърхности и разширяват разбирането за взаимодействието между минерали и разтворени метали в природни среди.