黃金,這一自古以來便被視為財(cái)富象征的貴金屬,其價(jià)格長(zhǎng)期居高不下,即便是在科學(xué)家已經(jīng)掌握人工合成技術(shù)的今天,依然保持著高昂的身價(jià)。一克黃金的價(jià)格通常在700至800元之間波動(dòng),這引發(fā)了人們的廣泛好奇:既然黃金可以人工合成,為何價(jià)格仍舊如此堅(jiān)挺?
回溯到1941年,美國(guó)加州大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里,科學(xué)家們利用粒子加速器,成功地將汞原子中的一個(gè)質(zhì)子“移除”,從而將其轉(zhuǎn)變?yōu)榱私鸬耐凰?。這一成就聽起來仿佛是中世紀(jì)煉金術(shù)士的夢(mèng)想成真,然而,現(xiàn)實(shí)卻遠(yuǎn)非如此。所得到的黃金同位素——金-198,具有放射性,其半衰期僅為2.7天,隨后便會(huì)衰變?yōu)榉€(wěn)定的汞,因此無法作為財(cái)富儲(chǔ)備使用。
黃金之所以珍貴,根源在于其獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)。金元素的原子核中含有79個(gè)質(zhì)子,這一數(shù)字決定了其所有化學(xué)和物理特性。因此,要人工合成黃金,就必須使其他元素的原子核達(dá)到79個(gè)質(zhì)子的狀態(tài)。理論上,任何元素都有可能通過核反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)辄S金,但實(shí)際操作中,這樣的反應(yīng)需要消耗巨大的能量。
在浩瀚的宇宙中,恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)才是天然的黃金制造者。當(dāng)一顆質(zhì)量巨大的恒星走到生命盡頭時(shí),會(huì)發(fā)生劇烈的超新星爆發(fā)。在這種極端條件下,溫度可超過100億攝氏度,壓力相當(dāng)于萬億個(gè)大氣壓,各種元素的原子核在劇烈的碰撞中有可能合成金元素。據(jù)科學(xué)家估算,地球上現(xiàn)有的黃金中,有99%都是在超新星爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的,隨后通過隕石帶到了地球。
那么,人工合成黃金的成本究竟有多高呢?以日本科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)為例,他們?cè)鴩L試用γ射線照射1.34噸汞,經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)70天的持續(xù)照射后,僅獲得了744克黃金。這一過程的成本高達(dá)1.5億日元,換算下來,每克黃金的成本約為11139元人民幣,是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格的28倍之多。
除了高能核反應(yīng)外,科學(xué)家們還嘗試了其他方法。2019年,有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),某些細(xì)菌能夠分泌特殊蛋白質(zhì),與金離子結(jié)合形成微小的金顆粒。然而,這種方法得到的黃金量微乎其微,肉眼幾乎難以察覺,距離工業(yè)化生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走。
目前,全球每年的黃金總產(chǎn)量穩(wěn)定在3000噸左右,價(jià)格也相對(duì)穩(wěn)定。這說明,現(xiàn)有的合成技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法撼動(dòng)天然黃金的地位。開采一克天然黃金的成本大約在200至300元之間,而合成黃金不僅成本高昂,還伴隨著核輻射等安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,盡管人工合成黃金在技術(shù)上已成為可能,但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。
人工合成黃金目前仍處于“看上去很美,用起來很貴”的尷尬境地??茖W(xué)家們雖然能夠合成出黃金,但這些黃金要么具有放射性,要么成本高昂得令人望而卻步,無法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。因此,在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),天然黃金仍將繼續(xù)保持其作為貴金屬的獨(dú)特地位。