金が錆びない「新しい理由」を発見――単に酸素と反応しないだけではなかった (2/4)

金が錆びないもう一つの理由が見えてきた

・これまでの説明：金は酸素と”あまり仲良くしない”金属

金属が時間とともに変色していく現象を、私たちはふだん「錆び」と呼びます。

化学の言葉では、これを「酸化」と言います。

ところが、金はこの酸化が、とても起こりにくいのです。

理由はシンプルで、金は自分の電子を強く抱え込む性質を持っているからです。

一方で、酸素は逆に「電子をもらいたがる」性質を持っています。

化学反応というのは、ざっくり言えば原子同士の電子のやり取りですから、片方が「あげたくない」、もう片方が「ほしい」では反応が進みません。

酸素が「ねえ、ちょっと電子を分けてよ」と話しかけても、金は「やだよ」とつれない返事をする。

鉄や銀はそこですぐ電子を渡してしまうので、表面が次々と変色していきますが、金はぜんぜん渡そうとしないので、いつまでも美しいまま――というイメージです。

この説明自体は、間違っていません。

しかし最近、研究者たちは「この説明だけで、本当にあの異常な錆びにくさを語れているのだろうか」と疑い始めました。

実際、金の酸化されにくさは、金が電子を守り切るだけでは十分に説明しきれないこともわかってきました。

そうなると、金には隠れた「錆から守る仕組み」があることになります。

・新たな発見：金の「錆びなさ」は二重ロックのお陰だった

金が錆びないのは何か、もっと別の仕組みがあるのではないか。

2026年5月21日、米チューレーン大学のサントゥ・ビスワス氏とマシュー・モンテモア氏が、既存の仕組みのほかに「もう一つの仕組み」を突き止めたとする論文を発表しました。

研究を率いたモンテモア氏は「これまで多くの人は、『金が変色しないのは、単に酸素と強く反応しないからだ』と考えてきました。しかし私たちが今回明らかにしたのは、ごくありふれた金の表面で、原子そのものが並び替わることによって、金がはるかに酸化されにくくなっているということなのです」と述べています。

つまり金は酸素から自分を守るために二重の防護壁を持っていたのです。

1つ目の防御壁は先に紹介した「電子をあまり手放さない、酸素と仲が悪い」という金そのものの性質です。

言ってみれば自分の電子を酸素から守り切る「1個の金原子が持つ電子保護能力」です。

今回新たにわかった2つ目の防御は「表面の原子が、酸素を寄せつけない陣形を組んでいる」という現象です。

1つ目が金原子1個の個人的才能だとすれば、新たに発見された防御は金原子たちによるチームプレイでの防護です。

論文によれば、この「チームプレイ」とは、表面の原子たちがハチの巣のような六角形の陣形を組むことだといいます。

では、もしこの六角形の陣形が組めなかったら、金はいったいどうなってしまうのでしょうか。

研究者たちがコンピューターシミュレーションを行ったところ、六角形の盾を持つ表面は、酸素との反応を10億分の1から1兆分の1にまで抑えることがわかりました。

逆を言えば、もし金表面にこの「六角形の盾」が無かったら、酸素との反応が最大で1兆倍早く進み、ふつうの環境下でも、酸素との反応がかなり進みやすくなっていた可能性があります。

これは、なかなか衝撃的な指摘です。

私たちは長らく、金が錆びないのは「金原子そのものが酸素と取引しないから」だと思い込んできました。

しかし金が本当に錆びにくいのは、原子が表面で六角形の盾を組み続けてくれているおかげ。

もしこの並び替えが起こらない世界線があったとしたら、ツタンカーメンのマスクも、結婚指輪も、ずっと前にくすんでいたかもしれないのです。

しかし、なぜ表面に六角形の陣形を組むことが、それほどまでに有効なのでしょうか？