Cientistas localizam hidrogénio nos espaços entre átomos de metais

Investigadores mapearam uma forma mais pesada de hidrogénio no interior de ligas metálicas, encontrando indícios de que ocupa os minúsculos espaços entre os átomos, em vez de se acumular apenas em defeitos estruturais.

O hidrogénio pode tornar metais resistentes quebradiços e propensos a fissuras, o que constitui uma preocupação para os equipamentos utilizados no seu armazenamento e transporte. No entanto, os seus átomos movem-se com tanta facilidade que podem escapar das amostras antes de os cientistas os medirem.

Para o estudo, publicado na Nature, uma equipa liderada pela Universidade de Sydney utilizou deutério, uma forma mais pesada de hidrogénio, para ajudar a distinguir o sinal experimental do hidrogénio já presente no instrumento. A equipa arrefeceu as amostras em azoto líquido para limitar a perda de átomos e utilizou depois tomografia por sonda atómica, uma técnica que constrói mapas tridimensionais dos elementos a escalas extremamente pequenas.

Os mapas mostraram repetidamente uma concentração de deutério em regiões cuja composição química e organização atómica, segundo as previsões, deveriam reter o hidrogénio com maior força. Os investigadores detetaram também diferenças entre regiões vizinhas de uma liga à base de níquel, em consonância com as previsões teóricas sobre a sua capacidade de reter hidrogénio.

Testes adicionais apoiaram a interpretação de que a maior parte do deutério detetado ocupava espaços entre os átomos. Não foi possível excluir uma pequena contribuição de defeitos ocultos. Este avanço oferece aos cientistas uma forma de investigar um estado do hidrogénio até agora difícil de observar, ajudando a relacionar os cálculos sobre o seu comportamento com provas experimentais.