Ilmuwan melacak hidrogen di celah antaratom logam

Para peneliti telah memetakan bentuk hidrogen yang lebih berat di dalam paduan logam dan menemukan bukti bahwa hidrogen tersebut menempati ruang-ruang kecil di antara atom, bukan hanya berkumpul pada cacat struktur.

Hidrogen dapat membuat logam kuat menjadi getas dan rentan retak, sehingga menimbulkan kekhawatiran terkait peralatan yang digunakan untuk menyimpan dan mengangkutnya. Namun, atom-atomnya bergerak begitu mudah sehingga dapat lepas dari sampel sebelum ilmuwan mengukurnya.

Untuk studi yang diterbitkan di Nature ini, tim yang dipimpin University of Sydney menggunakan deuterium, bentuk hidrogen yang lebih berat, untuk membantu membedakan sinyal eksperimen dari hidrogen yang sudah ada di dalam instrumen. Mereka mendinginkan sampel dalam nitrogen cair untuk membatasi hilangnya atom, lalu menggunakan tomografi probe atom, sebuah teknik yang membuat peta unsur tiga dimensi pada skala yang sangat kecil.

Peta-peta itu berulang kali menunjukkan deuterium terkonsentrasi di wilayah yang komposisi kimia dan susunan atomnya diprediksi dapat mengikat hidrogen lebih kuat. Para peneliti juga mendeteksi perbedaan antara wilayah-wilayah yang bersebelahan dalam paduan berbasis nikel, sesuai dengan prediksi teoretis mengenai kemampuan wilayah tersebut menahan hidrogen.

Pengujian tambahan mendukung penafsiran bahwa sebagian besar deuterium yang terdeteksi menempati ruang antaratom. Kontribusi kecil dari cacat tersembunyi tidak dapat dikesampingkan. Kemajuan ini memberi ilmuwan cara untuk menyelidiki keadaan hidrogen yang sebelumnya sulit diamati, membantu menghubungkan perhitungan tentang perilakunya dengan bukti eksperimental.