Японские физики разработали технику визуализации, которая позволяет отслеживать движение атомов водорода внутри металлов и сплавов. Метод пригодится для проектирования и разработки функциональных материалов для водородной энергетики и промышленности.
Исследователи использовали для визуализации оптический микроскоп и нанесенный на поверхность металла тонкий слой полианилина — полимера, обладающего электронной проводимостью. Когда этот полимер реагировал с атомарным водородом в металлах, он менял цвет, что позволило анализировать поток атомов, объясняют ученые.
Оптические микроскопы могут наблюдать субмиллиметровые изображения с микромасштабным пространственным разрешением в реальном времени, фиксируя поведение водорода с беспрецедентно высоким пространственным и временным разрешением.
Хироши Какинума, соавтор исследования из Университета Тохоку
С помощью этого метода исследователи сняли поток атомов водорода, который диффундировал в чистом никеле. Цвет полианилина менялся с фиолетового на белый при реакции с атомами водорода в металле. Визуализация показала, что атомы водорода в чистом никеле преимущественно диффундируют через границы зерен в неупорядоченных атомах металла.
Водород представляется перспективной альтернативой для традиционного топлива. Но для полноценного применения технологии нужно решить потенциальные проблемы безопасности. Необходимы конструкционные и функциональные материалы, которые производят, хранят, транспортируют и сохраняют водород. Для разработки материалов решающее значение имеет фундаментальное понимание того, как водород ведет себя в сплавах.
Читать далее:
10 триллионов кадров в секунду: посмотрите, как ютуберы засняли скорость света
Рядом с Землей нашли теплую планету, где год длится 22 дня
Нашлись томаты, которые пропали на МКС год назад: что с ними стало
На обложке: изменение окраски покрытия, указывающее на движение атомов водорода. Изображение: Hiroshi Kakinuma et al., Acta Materialia