Ven por primera vez el hidrógeno entre los átomos de un metal, una pista para depósitos más seguros
Un equipo de la Universidad de Sídney, dirigido por Julie Cairney, ha observado directamente el hidrógeno disuelto en los huecos entre los átomos de varias aleaciones, algo que hasta ahora se conocía en teoría. Lo publica Nature. Saber dónde se coloca ayudará a diseñar metales que no se agrieten al guardar o transportar hidrógeno. Es ciencia básica: todavía no hay un material nuevo. La universidad nos ha cedido sus imágenes.
El hidrógeno es el átomo más pequeño que existe, y eso lo hace escurridizo. Se cuela en los metales y puede hacer que una pieza muy resistente se agriete sin avisar, un problema que los ingenieros llaman fragilización por hidrógeno. Un equipo de la Universidad de Sídney ha conseguido ver, por primera vez de forma directa, dónde se esconde una parte de ese hidrógeno: en los huecos entre los átomos de la red del metal.
El trabajo, que publica Nature, lo dirige la catedrática Julie Cairney, de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, Mecánica y Mecatrónica y del Australian Centre for Microscopy and Microanalysis. El primer autor es el investigador posdoctoral Chao Huang.
Tres escondites, uno sin ver
Según la universidad, el hidrógeno se mete en un metal de tres maneras: formando hidruros, atrapado en defectos del material o disuelto entre los átomos. Las dos primeras ya se habían observado. La tercera se conocía en teoría, pero era muy difícil de ver, porque el hidrógeno se escapa mientras se prepara la muestra.
Los datos del estudio: a la izquierda, la red de átomos vista al microscopio electrónico; a la derecha, los átomos de deuterio (en rojo) detectados con la sonda atómica. Imagen: Universidad de Sídney.
Frío extremo y un hidrógeno más pesado
Para conseguirlo, el equipo usó tomografía de sonda atómica criogénica, una técnica que reconstruye el material átomo a átomo, y cambió el hidrógeno por deuterio, una versión más pesada que se sigue mejor y se pierde menos. Lo confirmó con microscopía electrónica y con cálculos teóricos.
Una de las sondas atómicas de la Universidad de Sídney. Imagen cedida por la Universidad de Sídney.
De la red atómica a las tuberías
«Entender esto es esencial para desarrollar materiales más seguros y fiables para almacenar y transportar hidrógeno», dice Cairney en la nota de la universidad. El matiz: es un avance para entender el problema, no una solución. Todavía no hay un acero nuevo.
El siguiente paso, según Huang, es estudiar cómo cambia el hidrógeno la forma en que los metales se deforman bajo esfuerzo, con aceros de resistencia ultraalta, para llegar a aceros más fuertes y más resistentes al hidrógeno.
El grupo de investigación de Julie Cairney en la Universidad de Sídney. Imagen cedida por la Universidad de Sídney.
