■据信息资源网 日本东北大学金属材料研究所开发出一种新技术,可以通过使用与氢原子反应后颜色发生变化的高分子聚苯胺和通用的光学显微镜,用简便而廉价的方法拍摄氢在金属中运动情况的视频。
聚苯胺与金属中的氢原子反应后颜色会发生变化,使得金属中的氢分布状态可视化成为可能。此外,光学显微镜还可以以微尺度的空间分辨率拍摄亚毫米宽视场视频图像。因此,通过使用光学显微镜观察聚苯胺的颜色,能够以远超传统技术的空间分辨率和时间分辨率观察宽视场中的氢。
本次研究中,研究人员观察了氢在纯镍箔中移动的状况。进入到纯镍箔中的氢以浓度梯度为驱动力进行扩散,到达聚苯胺成膜的纯镍箔的另一侧。当聚苯胺与金属中的氢原子发生反应时,颜色会从紫色变成白色,所以用光学显微镜观察聚苯胺的颜色,就可以分析氢在纯镍中的行为。实际对纯镍中氢原子流动情况的分析表明,氢会优先在镍原子排列紊乱的晶粒间界扩散。
此次开发的新型氢观测方法适用于所有金属。该方法有望通过实验阐明此前只能通过模拟计算来探讨的各种金属构造与氢行为之间的关系。此外,通过阐明原子水平的金属结构与微尺度的氢行为之间的因果关系,有望实现高效的材料设计。