Robert Klatt
Alchemisten haben vor rund 400 Jahren Knallgold erzeugt, das stark explodiert und einen purpurn gefärbten Rauch abgibt. Eine neue Analyse zeigt erstmals die Ursache dafür.
Bristol (England). Alchemisten haben unter anderem daran gearbeitet, Gold aus anderen Metallen herzustellen oder bereits vorhandenes Gold zu mehr Gold zu machen. Dazu nutzten sie teilweise kuriose Methoden, darunter das Sprengen des Edelmetalls. Im Jahr 1585 berichteten Alchemisten erstmals vom sogenannten „Knallgoldes“ (aurum fulminans). Es handelt sich dabei um ein Material, das durch Reaktionen von Goldsalzen mit Ammoniak oder Ammoniumchlorid entsteht.
Laut den Überlieferungen der Alchemisten wussten sie nicht, was für ein Stoff durch die chemischen Reaktionen eigentlich entsteht. Die Farbe des Knallgoldes unterschied sich je nach Herstellungsmethode stark voneinander. Alle Quellen zeigen aber, dass das Knallgold bei minimaler Provokation eine starke Explosion auslöste und einen purpurfarbenen Rauch erzeugte.
Forscher der University of Bristol haben nach rund 400 Jahren nun das Rätsel um die Farbe des Rauches und die Struktur des Knallgoldes gelöst. Laut ihrer Publikation auf dem Preprint-Server arXiv haben sie dazu den purpurn gefärbten Rauch mit einem Elektronenmikroskop untersucht.
Die Analyse zeigt, dass der Rauch Nanopartikel aus metallischem Gold enthält, die die intensive rote Färbung auslösen. Die Rauchpartikeln haben nur einen Durchmesser von einigen Dutzend Nanometern. Überdies hat das Elektronenmikroskop offenbart, dass die einzelnen Atomlagen in den Partikeln einen Abstand besitzen, der exakt dem in metallischem Gold entspricht.
Laut den Studienautoren ist es nicht überraschend, dass die Farbe von den Nanopartikeln ausgelöst wird. Es ist seit Langem bekannt, dass Nanogold, wenn es in Wasser oder Glas gelöst wird, eine intensive rote Farbe annimmt. Diese Oberflächenplasmonenresonanz entsteht, wenn die Elektronen in den Goldpartikeln durch die elektrischen und magnetischen Felder des Lichts angeregt werden.
Dieser Quanteneffekt ermöglicht es den Partikeln, mit Licht zu interagieren, auch wenn ihre Größe deutlich unter der Wellenlänge des Lichts liegt. Die spezifische Farbe, die dabei entsteht, ist abhängig von der Größe und Form der Nanopartikel.
Was für ein Stoff Knallgold eigentlich ist, hat die Studie nicht beantwortet. Die Forscher halten es für wahrscheinlich, dass es sich um Kettenmoleküle handelt, in denen neben Gold ein hoher Anteil an Stickstoff enthalten ist. Die genaue Bestimmung dieser Struktur stellt jedoch eine Herausforderung dar. Die Analyse von Polymerstrukturen ist generell komplex, und die Schwierigkeit erhöht sich, weil das Knallgold so leicht explodiert.
arXiv, doi: 10.48550/arXiv.2310.15125
