科学家追踪金属原子间隙中的氢

研究人员绘制出金属合金内部一种较重氢同位素的分布图，发现证据表明，它不仅聚集在结构缺陷处，也占据着原子之间的微小空隙。

氢会使高强度金属变脆、容易开裂，这是氢储存和运输设备面临的一大隐患。然而，氢原子极易移动，可能在科学家测量之前就已逃离样品。

在这项发表于《自然》的研究中，由悉尼大学牵头的团队使用了较重的氢同位素氘，以便将实验信号与仪器中原本存在的氢区分开来。他们将样品置于液氮中冷却，以减少原子流失，再使用原子探针断层成像技术，在极微小尺度上构建元素的三维分布图。

这些图像反复显示，氘集中在某些区域，而根据这些区域的化学组成与原子排列，理论预测它们对氢的束缚更强。研究人员还在一种镍基合金的相邻区域间检测到差异，与理论对这些区域保留氢能力的预测一致。

额外测试支持了这一解释：检测到的大多数氘位于原子间隙中。但仍不能排除少量信号来自隐藏缺陷的可能性。这一进展让科学家能够研究此前难以捕捉的一种氢存在状态，有助于将有关氢行为的计算与实验证据联系起来。