Oxford hình ảnh các khuyết tật hydro trong thép để tạo ra máy bay an toàn hơn, hợp hạch hạt nhân

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Oxford và Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven đã tiến hành một thí nghiệm hình ảnh 3D thời gian thực tiên phong để quan sát cách hydrogen ảnh hưởng đến các khuyết tật bên trong thép không gỉ. Sử dụng chùm tia X cực sáng và Kỹ thuật Nhiễu xạ Phân giải Bragg tại Trung tâm Photon Nâng cao ở Mỹ, họ đã theo dõi hành vi của các sai lệch—những khuyết tật nhỏ bên trong—khi tiếp xúc với hydrogen. Nghiên cứu cho thấy hydrogen hoạt động như một chất bôi trơn ở cấp độ nguyên tử, giúp các khuyết tật di chuyển và tái tạo hình dạng dễ dàng hơn, gây ra sự di chuyển bất ngờ theo chiều lên (leo trèo) của các khuyết tật này, đồng thời giảm căng thẳng nội tại thông qua một quá trình gọi là che chắn đàn hồi hydrogen. Những thay đổi này tổng hợp lại làm kim loại yếu đi, trở nên giòn hơn và dễ bị hỏng hóc. Đột phá này cung cấp những hiểu biết quan trọng về sự giòn hóa do hydrogen, một thách thức lớn đối với việc sử dụng an toàn hydrogen như một nguồn năng lượng sạch trong các lĩnh vực như hàng không, nhiệt hạch hạt nhân và vận tải hạng nặng. Bằng cách quan sát trực tiếp các tương tác ở cấp độ nguyên tử một cách không phá hủy và theo thời gian thực, nghiên cứu mang lại hiểu biết mới có thể cải thiện các mô hình mô phỏng đa quy mô.