中世纪伟大的“科学”事业之一是研究炼金术，即用铅等贱金属炼成金的过程。大多数实践者注定要失败，但一位名叫 Sebalt Schwarzer 的德国炼金术士做出了一项经受住时间考验的贡献。
在他的 1585 年著作《Schwaertzeriana 炼金术》中，他描述了世界上第一种高爆炸性物质的合成，这种物质被称为爆金。这种结晶物质几乎瞬间就会变成紫红色烟雾，反应速度超过音速。因此，它是一种高爆炸性物质（低爆炸性物质的燃烧速度低于音速）。爆金相对容易制造，但极不稳定，受热甚至触摸都会引爆。
这种不稳定性使其难以研究。其晶体结构知之甚少，甚至其化学式直到最近才被分析出来。事实证明，爆金不是一种特定的化学物质，而是金、氯和氨的聚合物混合物。
还有另一个谜团：爆金爆炸时产生的烟雾是紫色的或红色的。没有人确切知道原因。现代化学家推测烟雾主要由金纳米颗粒组成，而且它长期以来一直被用来为物体涂上一层美丽的紫色铜绿。化学家知道金纳米颗粒也能做到这一点。
但这仅仅是金的间接证据。需要的是关于烟雾中存在金的明确科学证据。
金标准
英国布里斯托大学的 Jan Uszko 和他的同事们收集了第一个确凿的证据，证明该反应是金的爆炸。“我们首次证明，爆金的爆炸会产生金纳米颗粒，尺寸范围从 10 到 300 纳米，”他们说。他们补充说，他们的发现可能有助于未来生产更好的纳米颗粒。
研究小组首先制作了几份爆金样品，并在加热时在样品上方放置了一个碳涂层网格。产生的爆炸将烟雾颗粒沉积在网格上。
然后，该团队使用透射电子显微镜扫描了网格，并对发现的颗粒进行了表征。
事实证明，网格上覆盖着直径在 10 到 300 纳米之间的纳米颗粒。电子显微镜图像显示，纳米颗粒内的晶面间距为 0.24 纳米，这与金一致。
然后，该团队将电子衍射图样与理论上预期的金的衍射图样进行了比较，发现非常吻合。“这项工作证明了爆金爆炸时产生的烟雾的长期推测性质，”他们总结道。
紫红色是由于纳米颗粒表面上的电子通过一种称为等离激元共振的过程与光相互作用造成的。事实上，其他科学家最近证明，当纳米颗粒在其表面形成时，金装饰有时会产生紫色边缘，正如在西班牙格拉纳达的阿尔罕布拉宫一样。
闪闪发光的都是……
布里斯托团队表示，爆炸产生的纳米颗粒具有一些独特的特性。纳米颗粒通常呈球形形成，但在直径超过几纳米后会变形。这是通过一个称为奥斯特瓦尔德熟化的过程发生的，即小颗粒溶解然后重新生长到大颗粒上。这也减少了尺寸差异。
但是，来自爆金爆炸的纳米颗粒具有直径高达 300 纳米的广泛的球形直径。Uszko 及其同事表示，这几乎可以肯定是因为爆炸速度不允许奥斯特瓦尔德熟化或其他类似过程发生。
这种大的纳米球体非常罕见，爆炸表明了一种新的制造方式。“通过这种方式，可以制造出更大的金纳米颗粒，其球形度在纳米颗粒很小、处于形成早期阶段时更为常见，”Uszko 及其同事说。
这是一项有趣的、解决了古老问题的研究。Schwartzer 一定会感到惊讶！
参考：爆炸性炼金术：arxiv.org/abs/2310.15125
