利用纳米孔洞助力氢与金属“和平共处” 科学岛在金属中的氢行为研究取得重要进展

本报讯记者近日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院固体物理研究所在金属中的氢行为研究中取得重要进展，首次建立体心立方金属中纳米孔洞氢俘获和聚集起泡的定量预测模型。相关研究为理解氢致损伤，以及设计新型抗氢致损伤材料提供了可靠的理论基础和工具。该研究发表在《自然·材料》上。

氢是宇宙中最丰富的元素，也是腐蚀的典型产物，它极易钻进金属材料的内部，导致材料损伤。理解氢与纳米孔洞的相互作用是解决以上问题的关键。然而，人们对氢在纳米孔洞中的一些基本性质，例如氢在孔洞内如何分布、孔洞对氢的吸引有多强、能容纳多少氢、会带来多大的氢气压等问题，依然未能给出答案。

为此，中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所刘长松研究员课题组进行了历时近五年的探索，在超级计算机上进行了数万次模拟后，终于总结出了纳米孔洞俘获氢的基本规律。基于这些规律，研究人员建立了一个普适的定量模型，推导出了一个简单的物理公式。这项研究对设计新的抗氢损伤金属材料意义重大，这些金属材料不仅会被用在未来聚变堆第一壁装甲中，为我们提供几乎无限的清洁能源，也会在氢能源汽车以及航空航天等领域中发挥至关重要的作用。（记者 黎静）

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