211service.com
Absorberande väte förvandlar palladium till en kvasivätska
Här är ett konstigt experiment som involverar palladium, den sällsynta silverfärgade metallen välkänd för sin förmåga att absorbera väte. När den är mättad kan förhållandet mellan väte och palladium vara så högt 0,6, varför metallen används för att filtrera och till och med lagra väte.
Det är lätt att föreställa sig att väteatomers rörelse in och ut ur det metalliska gittret har liten effekt på materialet. Men det visar sig vara fel, som Akio Kawasaki vid University of Tokyo och vänner upptäckte när de bestämde sig för att testa idén.
Materialforskare har känt till en tid att palladium expanderar när det absorberar väte och krymper under desorption. Vad de inte hade vetat förrän nu är belastningen som denna process tar på metallen.
Kawasaki och co fäste en rektangulär platta av palladium ungefär lika stor som en tuggummi på sidan av en kammare så att den stack ut horisontellt. De värmde sedan upp den till 150 grader C och hängde vikten av ett äpple på änden av tallriken. Till slut pumpade de in väte i kammaren och väntade medan metallen absorberade det.
Till deras förvåning föll palladium omedelbart under vikten och fortsatte att sjunka när vätet pumpades ut ur kammaren och gasen desorberades. (Däremot, när de hängde plattan vertikalt med vikten hängande under, var det nästan ingen sträckning alls.)
Det går inte att undgå slutsatsen att väte på något sätt berövar palladium sin styrka men på ett mycket specifikt sätt.
Det är ett något oväntat resultat men ett som Kawasaki och co tror att de kan förklara.
I sitt rena tillstånd har palladiumgittret en kubisk struktur i mitten, men detta måste ändras för att tillåta så mycket väte ombord. Materialforskare vet att när detta händer kan det anta två andra strukturer som kallas alfa- och betafaser såväl som en blandning av dessa faser.
Kawasakis slutsats är att under denna förändring hålls metallatomerna varken i en stel fast struktur eller kan röra sig på ett helt slumpmässigt sätt heller. Detta gör det lite som en vätska. Faktum är att fysiker kallar denna typ av material för en kvasi-vätska.
Så vad de har är ett material som de kan omvandla till en nästan vätska efter behag. Det borde locka materialforskarnas intresse. Nästa steg blir att studera förändringen med hjälp av olika tekniker som röntgendiffraktion och kanske NMR som ska avslöja vad som händer med ett ämne när det förvandlas från ett fast ämne till en kvasi-vätska.
När det gäller applikationer är det inte klart var en sådan kvasi-vätska skulle kunna användas bra. Förslag i kommentarsfälten tack.
Ref: arxiv.org/abs/1011.2776 : Onormal deformation av palladiumplattor av en liten gravitationskraft under väteabsorption och desorption