Водородные фокусы: Разжижение палладия
Группа ученых из Университета Токио опубликовала результаты любопытного эксперимента с участием палладия — редкого серебристого металла, хорошо известного своей способностью поглощать водород. В состоянии насыщения соотношение количества атомов водорода и палладия в единице объема может достигать 0,6 (эта величина колеблется в зависимости от давления, температуры и других условий). Благодаря этому палладий используется для аккумуляции и очистки водорода.
Можно предположить, что движение атомов водорода внутрь кристаллической решетки палладия и обратно незначительно влияет на свойства материала. Но это предположение будет ошибочным. Материаловедам давно известно, что при абсорбции водорода палладий расширяется, а при десорбции — сжимается. Как выяснилось, этот процесс также влияет и на его механические свойства.
Группа исследователей во главе с Акио Кавасаки (Akio Kawasaki) закрепила образец палладия размерами с пластинку жевательной резинки так, чтобы он располагался горизонтально. На свободный конец пластинки исследователи поместили 124-граммовый груз и заполнили разогретую до 150 °C камеру водородом. К их удивлению, палладий сразу же начал деформироваться под весом груза и продолжал сгибаться, пока водород не был откачан из камеры и не прошел процесс десорбции. А вот подвешенная вертикально пластина с 385-граммовым грузом внизу практически не растянулась при тех же условиях.
Очевидно, что водород каким-то образом лишает палладий прочности. Кавасаки и его коллеги объясняют такой результат следующим образом: Кристаллическая решетка чистого палладия имеет кубическую структуру, но при внедрении в неё атомов водорода эта структура нарушается. Материаловедам известно, что в таком случае могут возникнуть другие структуры, так называемые альфа- и бета-фазы, а также их сочетания. По мнению Кавасаки, атомы в таком случае и не «зафиксированы» в кристаллической решетке, и не могут перемещаться абсолютно случайным образом. Это делает палладий немного похожим на жидкость. Физики называют такой тип материала «квази-жидким».
Итак, палладий можно переводить в квази-жидкое состояние и при необходимости возвращать в твердое. Возможно, этот эффект заинтересует материаловедов, но никаких предположений о его практическом применении ученые не выдвигают. Они планируют выяснить, что именно происходит с металлом при превращении в квази-жидкость, изучив происходящие изменения при помощи рентгеновской дифракции и ЯМР.
По сообщению Technology Review
