La tabla periódica de elementos químicos cumple 150 este año. El aniversario es una oportunidad para arrojar luz sobre elementos particulares, algunos de los cuales parecen omnipresentes, pero de los que la gente común más allá del mundo de la química probablemente no sepa mucho.

Uno de estos es el oro que fue el tema de mis posgrados en química, y que llevo estudiando casi 30 años. En Quimica, el oro puede considerarse un iniciador tardío en comparación con la mayoría de los otros metales. Siempre se consideró que era químicamente "inerte", pero en las últimas décadas ha florecido y han surgido una variedad de aplicaciones interesantes.

A lo largo de, historia curiosa

El oro toma su nombre de la palabra latina aurum ("amarillo"). Es un elemento con una historia larga pero bastante misteriosa. Por ejemplo, es uno de los 12 elementos confirmados en la tabla periódica cuyo descubridor se desconoce. Los otros son carbono, azufre, cobre, plata, planchar, estaño, antimonio, mercurio, dirigir, zinc y bismuto.

Aunque no estamos seguros de quién lo descubrió, hay evidencia que sugiere que los antiguos egipcios lo conocían desde el año 3000 a. C. Históricamente, su uso principal fue para joyería; este sigue siendo el caso hoy, también se usa en monedas de menta. El oro también se encuentra en el arte antiguo y moderno:se usa para preparar pigmentos rubí o púrpura, o como pan de oro.

Sudáfrica fue una vez el principal país productor de oro con diferencia:extraía más de 1, 000 toneladas solo en 1970. Su producción anual ha caído constantemente desde entonces:los tres principales países productores de oro en 2017 fueron China, Australia y Rusia, con un conjunto producción de casi 1000 toneladas. Sudáfrica ha caído a la octava posición, incluso superado por Perú e Indonesia.

Pero los usos del oro y sus propiedades químicas se extienden a muchas otras áreas más allá de las joyas y las monedas acuñadas. De la investigación farmacéutica a la nanotecnología, este elemento antiguo se está utilizando para impulsar nuevas tecnologías que están empujando al mundo hacia el futuro.

Por qué y cómo es útil

De los 118 elementos confirmados en la tabla periódica, nueve son elementos naturales con isótopos radiactivos que se utilizan en la llamada medicina nuclear. El oro no es radiactivo pero, sin embargo, es muy útil en medicina en forma de fármacos que contienen oro.

Hay dos clases de medicamentos de oro que se utilizan para tratar la artritis reumatoide. Uno son los tiolatos de oro inyectables:moléculas con un átomo de azufre en un extremo, y una cadena química de prácticamente cualquier descripción que se les atribuya, que se encuentra en medicamentos como la miocrisina, Solganol y alocrisina. El otro es un complejo oral llamado Auranofin.

El oro también se utiliza cada vez más en nanotecnología. Un nanomaterial generalmente se considera un material en el que cualquiera de sus tres dimensiones es de 100 nanómetros (nm) o menos. La nanotecnología es útil porque no se limita a un material en particular (cualquier material podría en principio convertirse en un nanomaterial) sino a una propiedad particular:la propiedad del tamaño.

Por ejemplo, el oro en su forma a granel tiene un color amarillo distintivo. Pero a medida que se rompe en pedazos muy pequeños, comienza a cambiar de color, a través de una gama de rojo y violeta, dependiendo del tamaño relativo de las nanopartículas de oro. Tales nanopartículas podrían usarse en una variedad de aplicaciones, por ejemplo en los campos biomédico u óptico-electrónico.

Otro avance emocionante del oro en la nanotecnología fue el descubrimiento en 1983 de que una superficie de oro limpia sumergida en una solución que contiene un tiolato podría formar monocapas autoensambladas. Estas monocapas modifican la superficie del oro de formas muy innovadoras. La investigación sobre la modificación de la superficie es importante porque la superficie de cualquier cosa puede mostrar propiedades muy diferentes a las de la masa (es decir, el interior) del mismo material.

Más por venir

Las nanopartículas de oro también han demostrado ser un catalizador eficaz. Un catalizador es un material que aumenta la velocidad de una reacción química y, por lo tanto, reduce la cantidad de energía requerida sin sufrir ningún cambio químico permanente. Esto es importante porque la catálisis se encuentra en el corazón de muchos productos manufacturados que utilizamos en la actualidad. Por ejemplo, un catalizador convierte el propileno en óxido de propileno, que es el primer paso para hacer anticongelante.

Dos descubrimientos en la década de 1980 hicieron que los científicos vean la catálisis de oro de manera diferente. Masatake Haruta, en Osaka, Japón, produjo óxidos mixtos que contenían oro, y descubrió que el material era notablemente activo para catalizar la oxidación del monóxido de carbono tóxico en dióxido de carbono. Hoy dia, este catalizador se encuentra en los escapes de los vehículos.

Al mismo tiempo, Graham Hutchings, que trabajaba en la industria en Johannesburgo, Sudáfrica, descubrió un catalizador de oro que funcionaría mejor para la hidrocloración de acetileno. Este proceso es fundamental para el plástico PVC, que se utiliza en prácticamente toda la producción de plomería. Hasta entonces, el catalizador industrial para este proceso fue el uso de material de cloruro de mercurio nocivo para el medio ambiente.

Muchas aplicaciones

En mi opinión, el oro tiene muchos más usos que aún no se han descubierto. Hay mucho más por venir en el mundo de la investigación del oro.

Habrá, En los próximos años, ser nuevos desarrollos en cómo se usa el elemento en, Entre otros, medicamento, nanotecnología y catálisis. También encontrará nuevas aplicaciones en la química cuántica relativista (combinando la mecánica relativista con la química cuántica), ciencia de superficies (la física y química de las superficies y cómo interactúan), luminiscencia y fotofísica, y más.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.