Gli scienziati individuano l'idrogeno negli spazi tra gli atomi dei metalli

I ricercatori hanno mappato una forma più pesante di idrogeno all'interno di leghe metalliche, trovando prove del fatto che occupi i minuscoli spazi tra gli atomi, anziché accumularsi soltanto nei difetti strutturali.

L'idrogeno può rendere fragili e soggetti a fessurazioni metalli resistenti, un problema per le apparecchiature utilizzate per immagazzinarlo e trasportarlo. I suoi atomi, però, si muovono con tale facilità da poter fuoriuscire dai campioni prima che gli scienziati riescano a misurarli.

Per lo studio, pubblicato su Nature, un gruppo guidato dall'Università di Sydney ha utilizzato il deuterio, una forma più pesante di idrogeno, per distinguere il segnale sperimentale dall'idrogeno già presente nello strumento. I ricercatori hanno raffreddato i campioni in azoto liquido per limitare la perdita di atomi, quindi hanno utilizzato la tomografia a sonda atomica, una tecnica che costruisce mappe tridimensionali degli elementi su scale estremamente piccole.

Le mappe hanno mostrato ripetutamente concentrazioni di deuterio in regioni la cui composizione chimica e disposizione atomica, secondo le previsioni, avrebbero dovuto trattenere più saldamente l'idrogeno. I ricercatori hanno inoltre rilevato differenze tra regioni adiacenti in una lega a base di nichel, in linea con le previsioni teoriche sulla loro capacità di trattenere l'idrogeno.

Ulteriori prove hanno avvalorato l'interpretazione secondo cui la maggior parte del deuterio rilevato occupava gli spazi tra gli atomi. Non è stato possibile escludere un piccolo contributo dovuto a difetti nascosti. Questo progresso offre agli scienziati un modo per indagare uno stato dell'idrogeno finora sfuggente, contribuendo a collegare i calcoli sul suo comportamento alle prove sperimentali.