Oamenii de știință localizează hidrogenul în spațiile dintre atomii metalelor

Cercetătorii au cartografiat o formă mai grea a hidrogenului în interiorul aliajelor metalice, găsind dovezi că aceasta ocupă spațiile minuscule dintre atomi, nu doar că se acumulează la nivelul defectelor structurale.

Hidrogenul poate face metalele rezistente să devină fragile și predispuse la fisurare, ceea ce reprezintă un motiv de îngrijorare pentru echipamentele folosite la stocarea și transportul său. Totuși, atomii lui se deplasează atât de ușor încât pot părăsi probele înainte ca oamenii de știință să îi măsoare.

Pentru studiul publicat în Nature, o echipă condusă de Universitatea din Sydney a folosit deuteriu, o formă mai grea a hidrogenului, pentru a distinge semnalul experimental de cel produs de hidrogenul deja prezent în instrument. Cercetătorii au răcit probele în azot lichid pentru a limita pierderea atomilor, apoi au folosit tomografia cu sondă atomică, o tehnică ce construiește hărți tridimensionale ale elementelor la scări extrem de mici.

Hărțile au arătat în mod repetat concentrarea deuteriului în regiuni despre care se preconizase, pe baza compoziției chimice și a aranjamentului atomic, că rețin mai puternic hidrogenul. Cercetătorii au detectat și diferențe între regiuni învecinate ale unui aliaj pe bază de nichel, în concordanță cu predicțiile teoretice privind capacitatea lor de a reține hidrogenul.

Teste suplimentare au susținut interpretarea potrivit căreia cea mai mare parte a deuteriului detectat ocupa spații dintre atomi. Nu a putut fi exclusă o contribuție mică din partea unor defecte ascunse. Acest progres le oferă oamenilor de știință o modalitate de a investiga o stare a hidrogenului anterior greu de observat, contribuind la corelarea calculelor privind comportamentul său cu dovezile experimentale.