11月4日消息,据Phys.org报道,悉尼大学Julie Cairney教授团队实现了世界首次直接观测溶解在金属原子间隙中的氢,成果发表于《Nature》(DOI: 10.1038/s41586-026-11238-4)。
氢在金属中存在三种形式:氢化物、缺陷捕获与溶解于原子间隙的间隙态。前两种此前已有实验观测,而间隙态虽在理论上被理解,却因氢原子极小且高度可动而从未被直接看到——观测氢在合金中的位置被称为冶金研究的"圣杯"之一。
团队采用低温原子探针层析技术(cryo-APT),在多种金属合金中以氘(氢的重同位素)替换氢引入样品,从而在制样过程中最大限度减少氢流失、并以三维方式追踪其分布。结合电子显微镜与理论计算,团队证实氘确实以间隙态存在于金属原子之间,且优先富集于特定区域——金属原子的排列与化学组成决定了氢的驻留偏好。
论文第一作者、 recently完成博士论文的黄超(Chao Huang)博士表示,下一步是研究金属内部的氢如何影响材料在应力下的变形与性能,团队已在超高强钢方向推进,目标是开发更强、更耐氢的工程用钢。该成果对氢能产业链意义直接:输氢管道与储氢装备的氢脆防控、抗氢合金与超高强钢的成分设计,如今有了原子尺度的实验依据。
(来源:Phys.org)
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