Cientistas mapeiam hidrogênio nos espaços entre átomos de metais

Pesquisadores mapearam uma forma mais pesada de hidrogênio dentro de ligas metálicas, encontrando evidências de que ela ocupa os minúsculos espaços entre os átomos, em vez de apenas se acumular em defeitos estruturais.

O hidrogênio pode tornar metais resistentes mais frágeis e propensos a trincas, uma preocupação para os equipamentos usados em seu armazenamento e transporte. No entanto, seus átomos se movem com tanta facilidade que podem escapar das amostras antes que os cientistas consigam medi-los.

Para o estudo, publicado na Nature, uma equipe liderada pela Universidade de Sydney usou deutério, uma forma mais pesada de hidrogênio, para ajudar a distinguir o sinal experimental do hidrogênio já presente no instrumento. Os pesquisadores resfriaram as amostras em nitrogênio líquido para limitar a perda de átomos e depois usaram a tomografia por sonda atômica, uma técnica que cria mapas tridimensionais de elementos em escalas extremamente pequenas.

Os mapas mostraram repetidamente concentrações de deutério em regiões cuja composição química e organização atômica, segundo as previsões, deveriam reter hidrogênio com mais força. Os pesquisadores também detectaram diferenças entre regiões vizinhas em uma liga à base de níquel, em concordância com as previsões teóricas sobre sua capacidade de reter hidrogênio.

Testes adicionais sustentaram a interpretação de que a maior parte do deutério detectado ocupava espaços entre os átomos. Não foi possível descartar uma pequena contribuição de defeitos ocultos. O avanço oferece aos cientistas uma maneira de investigar um estado do hidrogênio até então difícil de observar, ajudando a conectar cálculos sobre seu comportamento a evidências experimentais.