Das hochtrabende „Gold“ ist höchstwahrscheinlich kein echtes Gold!

Anmerkung des Herausgebers:

Der Goldpreis erreichte zuletzt immer neue Rekordhöhen. Berichten zufolge hat der Preis für Goldschmuck vieler Marken 700 Yuan überschritten. Gold wurde schon immer in vermögensbezogenen Bereichen wie Finanzen, Schmuck und Luxusgütern bevorzugt, aber wussten Sie das? Auch in den Bereichen Industrie und Technologie spielt Gold eine wichtige Rolle.

Was fällt Ihnen als Erstes ein, wenn Sie an „Gold“ denken?

Ist es „Reichtum“? Ist es „Macht“? Oder „die große Goldkette in der Schmuckvitrine“?

Mir fiel ein zum Nachdenken anregender Satz im Lehrbuch ein:

Gold und Silber sind von Natur aus keine Währung; Währung ist natürlich Gold und Silber.

Gold und Silber sind nicht von Natur aus Geld, aber Geld besteht von Natur aus aus Gold und Silber.

– Karl Marx

Diese lehrbuchmäßige Aussage von Marx führt uns die nackte Realität vor Augen: Ganz gleich, wie sehr manche Menschen ihren Ekel oder ihre Verachtung gegenüber „Geld“ zum Ausdruck bringen, lässt sich nicht leugnen, dass das glitzernde Gold tief im menschlichen Denken und in der Kultur verwurzelt ist.

Obwohl Gold aus dem Währungsumlauf verschwunden ist, ist die „Verwendung von Gold“ in der modernen Gesellschaft immer noch die beste Möglichkeit, die Bedeutung von Dingen widerzuspiegeln. Beispielsweise entspricht die Goldmedaille bei Sportwettkämpfen dem ersten Platz, die Goldmedaille bei verschiedenen Wettbewerben stellt die höchste Auszeichnung dar und die Briefmarken mit goldenen Wellenprägungen wurden von der chinesischen Post herausgegeben, als Hongkong und Macao an China zurückgegeben wurden.

Diese nahezu einzigartigen Existenzen verwenden alle Gold oder das Konzept „Gold“, um ihren Status zu unterstreichen.

Im Zuge des gesellschaftlichen Wandels ist die goldene Farbe Gold zum Synonym für Reichtum und Status geworden.

Echtes Gold ist jedoch zu teuer. Obwohl wir in unserem täglichen Leben viele Goldgegenstände sehen, handelt es sich dabei tatsächlich um eine Gruppe „westlicher Waren“, die die psychologischen Bedürfnisse der Menschen befriedigen. „Titan“, „Roségold“, „Champagnergold“ … Diese simulierten goldfarbenen Beschichtungen mit Gold in ihren Namen sind der Mainstream der Goldobjekte, die wir in unserem täglichen Leben sehen.

Bedenken Sie jedoch, dass diese Namen, die sehr hochwertig und edel klingen, höchstwahrscheinlich nicht aus echtem Gold bestehen, sondern aus einer anderen, viel günstigeren Beschichtung. Der Grund dafür, dass dies bei neun von zehn, aber nicht bei allen der Fall ist, liegt darin, dass einige äußerst spezielle Spezialmodelle aus echtem Gold hergestellt werden können, um den individuellen Anforderungen des Kunden gerecht zu werden.

Was viele nicht wissen: Gold ist nicht nur in vermögensbezogenen Bereichen wie Finanzen, Schmuck und Luxusgütern beliebt, sondern spielt auch in Industrie und Technologie eine entscheidende Rolle. Laut Statistiken der China Gold Association erreichte Chinas industrieller/technologischer Goldverbrauch allein im Jahr 2019 100,75 Tonnen, was etwa 10 % des Goldverbrauchs des Landes ausmacht.

Teil 1

Warum wird Gold auch in der industriellen Produktion und der wissenschaftlichen Forschung verwendet?

Aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften wird Gold in Industrie und Technik verwendet. Gold verfügt über eine sehr gute Duktilität, chemische Stabilität und Leitfähigkeit, eine hohe Dichte und lässt sich leicht schmelzen und verarbeiten.

Daher kann 1 Gramm Gold zu einer Goldfolie von etwa 1 Quadratmeter zerkleinert werden, ohne beschädigt zu werden. Darüber hinaus hat Gold eine hohe Dichte von 19,32 g/cm3. Eine Goldfolie, die nur ein paar hundert Atome dick ist, kann man nicht mehr als so dünn wie den Flügel einer Zikade bezeichnen – der Flügel einer Zikade ist viel dicker. Die geringste Luftbewegung kann in dieser extrem dünnen Goldfolie Wellen erzeugen.

Vom Aussehen her ist diese Art von Goldfolie bereits durchscheinend. Im Gegenlicht kann das blaugrüne Licht die Goldfolie durchdringen und sie blaugrün erscheinen lassen, im Gegenlicht hingegen lässt das reflektierte rotgelbe Licht sie goldrot erscheinen.

Der 28 nm dicke Goldfilm, der durch Abscheidung gewachsen ist, zeigt die transparenten grünen und goldroten Reflexe

Bildquelle: Science, 2017, 355, 1203-1206, DOI: 10.1126/science.aam5830

Allerdings sollte man beachten, dass man so dünne Goldfolie niemals direkt mit der Hand halten sollte, da die Goldfolie durch den Schweiß und das Fett an den Händen schnell an der Hand kleben bleibt und reißt und sich nur schwer wieder entfernen lässt. Wenn Sie also nicht vorhaben, Ihre Finger zu vergolden, greifen Sie nicht danach.

Wie also können wir dieses dünne Goldblatt aufheben, ohne es zu beschädigen?

Ein geeignetes Werkzeug zum Aufnehmen von Blattgold ist eine Feder. Nutzen Sie die statische Elektrizität der Feder, um das Blattgold aufzunehmen und es anschließend auf einer geeigneten Oberfläche zu verteilen. Solche dünnen Goldfolien sind üblicherweise der Rohstoff für den Goldbeschichtungsprozess. Das Handrollen von Goldfolie und das Umwickeln von Goldfolie mit Goldfolie kann sogar als Handwerk auf der Ebene des immateriellen Kulturerbes angesehen werden.

Goldfolie mit Federn pflücken

Bildquelle: Xinhuanet

Allerdings wird Blattgold manchmal für illegale Zwecke verwendet . Kriminelle zerkleinern Goldfolie und verwenden sie als illegalen Zusatzstoff, indem sie sie bestimmten reichhaltigen Lebensmitteln oder alkoholischen Getränken beimischen. Da Goldfolie zu leicht ist und sich nur schwer in Flüssigkeiten absetzt, haben mit Goldfolie vermischte alkoholische Getränke, Kosmetika usw. unter Licht eine sehr gute optische Wirkung.

Aber was würde passieren, wenn Sie tatsächlich mit Goldfolie vermischte Lebensmittel essen würden?

Unser Magensaft kann Gold nicht so stark angreifen wie Königswasser und es ist kein Lebewesen bekannt, dessen Magen und Darm in der Lage sind, Gold zu verdauen. Allerdings besteht kein Grund zur Sorge, dass nach dem Verzehr der Effekt „Gold schlucken, um Selbstmord zu begehen“ eintritt. Diese in Flüssigkeit aufhängbare Goldfolie verursacht aufgrund der Schwerkraft keine Schäden im Verdauungstrakt.

Da Gold zudem stabil genug ist, kommt es nach dem Eindringen der Goldfolie in den Magen nicht zu Läsionen durch die Freisetzung von Metallionen, die den Verdauungstrakt stimulieren. Kurz gesagt, nach derzeitigem Kenntnisstand ergeben sich nach der Einnahme weder Vorteile noch Nachteile, außer dass es viel Geld kostet. Aber versuchen Sie es nicht leichtfertig!

Nachdem wir nun über die hohe Dichte von Gold gesprochen haben, wollen wir einen Blick auf seine Stabilität werfen.

Gold weist eine ausgezeichnete Stabilität auf und kann durch Oxidation oder Korrosion nur schwer zerstört werden. Unter den ausgegrabenen Kulturdenkmälern sind Goldartefakte möglicherweise die einzige Art von Artefakten, die „so bleiben, wie sie vergraben oder ausgegraben wurden“. Bei Steinartefakten, einschließlich Jadeartefakten, ist es schwierig, diesen unzerstörbaren Effekt zu erzielen. Sätze wie „Der goldene Körper ist unzerstörbar“ und „Echtes Gold hat keine Angst vor Feuer“ spiegeln auch das Verständnis der alten Menschen für die chemische Stabilität von Gold wider.

Archäologen finden Goldartefakte in Liu Hes Hauptgrab

Bildquelle: Institut für Kulturdenkmäler und Archäologie der Provinz Jiangxi

Diese Stabilität verleiht Blattgold über die Dekoration hinaus praktische Effekte : Eine Schicht Blattgold auf der Oberfläche eines Gegenstands wird, egal wie dünn sie ist, nicht durch Sauerstoff korrodiert und zerfällt nicht, wodurch das Eindringen von Sauerstoff und Feuchtigkeit minimiert wird. Die Oxidation, Rostbildung, Auflösung und der Zerfall der darin befindlichen Objekte werden erheblich verzögert (natürlich bricht der Goldfilm mit der Zeit und Wasser und Sauerstoff aus der Umgebung sickern in die Nähte). Obwohl praktisches Blattgold teuer ist, gibt es unter alten Bedingungen keine bessere Oberflächenbehandlung. Königliche Paläste und buddhistische Tempel, denen es nicht an Geld mangelt, verwenden, wenn die Bedingungen es erlauben, in großem Umfang Goldummantelungen, Vergoldungen und sogar Vergoldungen. Sie verwenden Gold zum Schutz wichtiger Architekturteile oder Statuen, Thronsäle und der goldenen Körper von Statuen. Dies dient nicht nur dazu, ihnen ein edles und edles Aussehen zu verleihen, sondern auch dazu, Korrosion und Rost vorzubeugen.

Teil 2

Wo wird Gold in Industrie und Technik eingesetzt?

Wie bereits erwähnt, lag Chinas industrieller/technologischer Goldverbrauch im Jahr 2019 bei 100,75 Tonnen. Die Zahl mag hoch erscheinen, doch die Chinesen verwendeten im selben Jahr 6,7-mal so viel Gold für Schmuck. Da Gold ein Edelmetall ist, muss es in der Industrie natürlich sparsam eingesetzt werden.

Wofür wurden also die 100,75 Tonnen Gold verwendet?

Jemand sagte: „Ich weiß!“ Industrie und Technik! Erinnern Sie sich an die Nachrichten über die Landung von Chang'e 4 auf der Rückseite des Mondes? Der Lander erstrahlte in goldenem Licht! Es ist wahrscheinlich mit einer Schicht Goldfolie bedeckt. Unser Land hat in den letzten Jahren große technologische Fortschritte gemacht und viele Satelliten gestartet, daher ist der Verbrauch unverzichtbar.

Die Panoramakamera des Rovers Yutu-2 nimmt ein Bild des Chang'e-4-Landers auf

Bildquelle: China Lunar Exploration CLEP

Entschuldigung, falsche Antwort. Obwohl es glitzernd aussieht, ist das goldene „Tuch“, das die Außenhülle von Satelliten und Raumfahrzeugen bedeckt, höchstwahrscheinlich nicht vergoldet, sondern hat die Farbe von Polyimid (PI), das zur Temperaturkontrolle verwendet wird. Manchmal wird jedoch je nach Bedarf eine Metallschicht, beispielsweise eine Vergoldung, auf Polyimid plattiert, um bestimmte Schutzanforderungen zu erfüllen.

Markieren Sie die wichtigsten Punkte! Die folgenden sind aus echtem Gold.

Erstens hat Gold die Funktion, Rost und Korrosion zu verhindern. Daher verbraucht die moderne Elektronikindustrie jedes Jahr große Mengen Gold zum Schutz von Goldkontakten, Schaltern, Verbindungen und Anschlüssen auf Leiterplatten . Dies ist die Hauptform des industriellen Goldverbrauchs.

Diese Teile müssen oft eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen, können aber nicht mit Schutzlack zum Schutz vor Rost und Korrosion versiegelt werden. Daher können sie nur durch das Aufbringen einer Goldschicht geschützt werden. Da die Goldbeschichtung jedoch sehr dünn sein kann, beträgt der jährliche Goldbeschichtungsverbrauch bei zahllosen elektronischen Industrieprodukten immer noch nur einen Bruchteil des Goldes, das bei Schmuck verwendet wird.

Dieser Schmuck, der zum Vergolden von Fingern verwendet wird, wird die kleine Fabrik noch lange beschäftigen.

Bildquelle: Veer Gallery

Der Name „Goldfinger“ rührt daher, dass es sich dabei um ein leitfähiges, mit Gold beschichtetes Metallblech in Form einer Fingerreihe handelt, das zur Datenübertragung und Stromversorgung dient. Um Kosten zu sparen, kann die vergoldete Schicht bei einigen Low-End-Schaltungen natürlich weggelassen oder durch Messing ersetzt werden. Die Korrosionsbeständigkeit wird dadurch natürlich stark reduziert, allerdings sinken auch die Kosten. Solange sie sich nicht in einer Umgebung mit starkem Salznebel wie beispielsweise einer Offshore-Ölplattform befinden, haben diese billigen, nicht vergoldeten elektronischen Geräte möglicherweise eine Chance, so lange zu halten, bis sich die Kunden zum Austausch ihrer Geräte entschließen.

Goldfinger: Stromversorgung und Signalschnittstelle zum Einstecken von Platinen oder Erweiterungskarten

Bildquelle: Veer Gallery

Zweitens fällt manchen Leuten vielleicht auf, dass die Kanzel mancher Kampfjets einen seltenen goldenen Farbton widerspiegelt. Diesmal habe ich richtig geraten, es ist tatsächlich das Ergebnis einer Vergoldung. Natürlich wird die Kanzel nur bei den „hochpreisigen“ Versionen der Kampfjets mit Gold überzogen sein – es gibt keinen billigen Kampfjet, der Stealth-Eigenschaften erfordert. Wenn es Ihnen nichts ausmacht, dieses kleine Geld auszugeben, überziehen Sie das Baldachin einfach mit Gold!

Am Beispiel der F-22A ist die gesamte Blasenkanzel tatsächlich vergoldet. Die Reflexion im Bild unten veranschaulicht gut die Existenz der Goldbeschichtungsschicht. Dank der Unterstützung durch die Kabinenhaube kann die Goldbeschichtung so dünn sein, dass sie nahezu durchsichtig ist und die Sicht des Piloten nur geringfügig beeinträchtigt.

Diese dünne Goldschicht bildet jedoch eine leitfähige Schicht, die wirksam verhindern kann, dass Radarwellen durch die Haube dringen. Dadurch bilden die Haubenoberfläche und die Flugzeughaut eine reflektierende Einheit, wodurch der Reflexionswinkel der Radarwellen wirksam kontrolliert wird. Dadurch soll vermieden werden, dass Radarwellen in das Cockpit eindringen und dort eine starke Streuquelle bilden, die das insgesamt niedrige RSC-Design des Kampfflugzeugs zunichte macht und den Radar-Tarneffekt verringert.

Bei „Low-End“-Jägern oder Nicht-Stealth-Jägern, die keine so hohen Ansprüche an die Tarnung stellen, ist ihnen der schlechte RSC egal, daher sieht man selten, dass ihre Kanzeln Gold reflektieren.

Ebenso ist in einigen Systemen mit begrenzter Größe, aber hohen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit eine mit Gold beschichtete Abschirmschicht ein Mittel zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen.

Auch bei der mikroskopischen Bildgebung mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) wird das Prinzip der Leitfähigkeit von Goldplattierungen genutzt. Beim Arbeiten mit nichtleitenden, nichtmetallischen Proben muss eine dünne Schicht Gold auf die Oberfläche der Probe gesprüht werden, die als Leiter fungiert, damit das Rasterelektronenmikroskop effektiv ein Bild erzeugen kann.

Wenn Sie beispielsweise die mikroskopischen Details einer Mücke mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachten möchten, müssen Sie zunächst eine Schicht Gold auf die Mücke sprühen. Es ist wirklich eine große Ehre, eine tote Mücke mit einer Schicht hochreinen Goldes zu überziehen, dessen Reinheit (Preis) weit höher ist als die von 999er-Gold und 10.000er-Gold in Schmuckqualität.

Der Kopf einer Mücke unter einem Rastermikroskop. Obwohl dieses Foto schwarz-weiß ist, hat die Mücke bereits einen goldenen Körper angenommen.

Auch in der Luft- und Raumfahrt ist Gold ein sehr wichtiges Schutzmaterial zum Schutz vor bestimmten Strahlungsarten im Weltraum. Zusätzlich zu der oben erwähnten Polyimid-Ummantelung, die vergoldet sein kann, müssen in Raumanzügen für den Außeneinsatz vergoldete Teile verwendet werden.

Auf dem Bild oben handelt es sich bei der glänzenden goldenen Halbkugel am oberen Teil der Maske des russischen Raumanzugs „Sea Hawk“ tatsächlich um eine halb geöffnete vergoldete Maske. Dabei handelt es sich um die äußerste, zu öffnende Blendschutzabdeckung der Raumanzugmaske, die mit einer Schicht aus echtem Gold überzogen ist. Diese Schicht aus durchscheinendem Gold ist auf ein transparentes Trägermaterial aufgebracht und kann von Astronauten manuell geöffnet und geschlossen werden, um sie bei Außenbordaktivitäten vor Schäden durch starke Sonneneinstrahlung, insbesondere ultraviolette und infrarote Strahlen im Sonnenlicht, zu schützen.

Darüber hinaus hat Gold im Labor viele weitere Verwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise ist die „Goldelektrode“ ein häufig verwendetes Werkzeug in der Elektrochemie und Elektroanalyse. Die Schwefelatome an den Enden organischer Verbindungen verbinden sich leicht mit Gold, wodurch sich die Goldelektrode besonders gut für die Oberflächenmodifizierung schwefelhaltiger Verbindungen (Thiolverbindungen) und die anschließende Durchführung damit verbundener Forschungen oder Nachweise eignet.

Was das „Nanogold“ betrifft, das zahllose Forscher lieben und hassen, so ist es wirklich ein erstaunliches Werkzeug, das die Bereiche Chemie, Materialien, Nanotechnologie, Biologie und Medizin umfasst!

Nanogoldmaterialien unterschiedlicher Formen und Größen haben unterschiedliche Lichtabsorptionseigenschaften und zeigen unterschiedliche Farben.

Nanogold kann verschiedene geometrische Formen haben, seine Oberfläche lässt sich leicht modifizieren und es hat die Eigenschaft, leicht an Proteine ​​und Nukleinsäuren zu binden. Es kann auch durch Fluoreszenz, oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS), Dunkelfeldabbildung, elektrische Analyse und zahllose andere Nachweismethoden nachgewiesen werden und verfügt über eine Vielzahl von vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten. Diese Eigenschaften machen Nanogold zu einem sehr guten Grundmaterial für die Herstellung biochemischer Testkits.

Was, Sie sagten, Sie hätten Nanogold-Gesundheitsprodukte oder Kosmetika gesehen? Glauben Sie nicht den Betrügereien der Profiteure...

Darüber hinaus ist Gold eine der häufigsten Katalysatorkomponenten in chemischen Labors und der industriellen Produktion . Im Periodensystem sind die Nachbarelemente von Gold allesamt sehr wichtige Katalysatorelemente. Daher kommt Gold auch in der Zusammensetzung einiger Katalysatoren vor und wird in der industriellen Produktion, beispielsweise in der Petrochemie, und in der entsprechenden theoretischen Forschung verwendet und verbraucht.

Nanogold mit extrem hoher Oberflächendichte ist ebenfalls ein vielversprechender neuer Katalysator. Wenn jedoch das Problem der Katalysatorrückgewinnung und -wiederverwendung nicht gelöst wird, kann, genau wie bei Katalysatoren aus Edelmetallen der Platingruppe, weder die Menge an Edelmetallmaterialien eingespart noch die Produktionskosten gesenkt werden, was sehr beunruhigend ist.

Abschließend sei betont, dass die Kosten für die Verwendung von „Gold“ zwar nicht gering sind, der Zweck der Verwendung von „Gold“ in der industriellen Produktion sowie in der wissenschaftlichen und technologischen Forschung jedoch keineswegs darin besteht, „Reichtum zur Schau zu stellen“, sondern dass es sich um einen Edelmetallrohstoff handelt, der verwendet werden muss. Ich möchte hinzufügen, dass in der tatsächlichen industriellen Produktion die Materialkosten für Gold normalerweise nur einen Bruchteil der Gesamtkosten ausmachen …

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Lao Xu Novich

Hersteller: China Science Expo

Dieser Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

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