作者：Andrew Grant
编译：袁瑜
图片来源：https://physicstoday.scitation.org
半个多世纪以前，艺术家们在现在西班牙格拉纳达的阿尔罕布拉宫用华丽的金箔装饰灰泥作品和装饰品。几个世纪以来，这些装饰品经历了艺术保护主义者所熟悉的正常磨损。然而，没有任何一种常见的损坏机制可以解释染在黄金上的奇怪的紫色斑点(见上图)。而黄金正是因其惰性而备受珍视的金属。现在，在最新一代电子显微镜的帮助下，地质学家卡罗琳娜·卡德尔（Carolina Cardell）和生物学家兼仪器专家伊莎贝尔·格拉（Isabel Guerra）已经阐明了黄金在特定环境中是如何腐蚀并变成紫色的。
格拉纳达大学的 Cardell 和 Guerra 使用高分辨率扫描电子显微镜分析了石膏装饰的样本，并在内置 X 射线和拉曼光谱设备的帮助下识别了化合物。研究人员将注意力集中在变质的金箔及其背后的化学损坏层上。中世纪艺术家通常使用镀金，他们使用一层黄金来装饰另一种材料。在这种情况下，阿罕布拉的艺术家将薄金箔片粘在由锡组成的较厚的箔上。
研究人员的成像和光谱显示，锡衬底有明显的腐蚀，一些金箔上覆盖着一层灰色的、富含锡的污垢。装饰的最外层是白色石膏，它在 19 世纪被用来掩盖镀金的磨损区域。在表层，研究人员发现了微小的金球（如下图所示），大多数直径约为 70 nm。入射可见光通过表面等离子体与金纳米粒子相互作用并呈现紫色。
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在找到了污渍的罪魁祸首后，Cardell 和 Guerra 研究出了金纳米粒子是如何形成的。他们的模型从金箔的应用开始，金箔含有缺陷，使其背后脆弱的锡层暴露在格拉纳达沿海地区潮湿、富含氯的空气中。随着时间的推移，金属锡被氧化成 Sn 2 离子并与氧、氢和氯结合形成化合物，这些化合物与金箔中的银杂质一起，形成灰色的污垢。这些污垢是刺激黄金化学分解的关键成分。被污垢覆盖的金箔部分比未覆盖的部分暴露在大气中的氧气更少，通过称为差异曝气腐蚀的过程引发了另一轮氧化还原反应。一些金溶解在氯化的潮湿介质中，最终沉淀为金属金纳米球。
Cardell 和 Guerra 怀疑，如果环保主义者仔细观察，他们会在其他金箔艺术品上发现类似的污渍。他们说，阿尔罕布拉宫的斑点之所以引人注目，是因为石膏层:明亮的白色使嵌入的金纳米颗粒比未涂覆的区域更容易被肉眼看到。
文章来源：https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20220915a/full/
