Semblable à l'intérêt généralisé pour le graphite et le diamant, il existe un intérêt croissant pour les phases métastables, qui ont des propriétés physiques différentes de celles des phases stables. Cependant, les procédés de fabrication de matériaux en phase métastable sont très limités. De nouvelles découvertes ont été publiées dans le dernier numéro de Nature sur le développement d'une nouvelle méthode de synthèse en phase métastable, qui peut améliorer considérablement les propriétés physiques de divers matériaux.

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Chun, Dong Won de la division de recherche sur l'énergie propre de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST ; président :Yoon, Seok Jin), a annoncé avoir développé avec succès un nouvel hydrure de palladium avancé en phase métastable (PdHx ) Matériel. De plus, ils ont identifié son mécanisme de croissance.

Un matériau en phase métastable a plus d'énergie thermodynamique que celle de la phase stable mais nécessite une énergie substantielle pour atteindre la phase stable, contrairement à la plupart des autres matériaux, qui existent dans la phase stable avec une faible énergie thermodynamique. L'équipe de recherche a directement synthétisé un hydrure métallique en développant un matériau capable de stocker l'hydrogène sous une atmosphère d'hydrogène appropriée, sans disperser l'hydrogène dans un métal. Ils ont notamment réussi à développer un hydrure métallique en phase métastable avec une nouvelle structure cristalline. De plus, ils ont confirmé que le matériau en phase métastable développé avait une bonne stabilité thermique et deux fois la capacité de stockage d'hydrogène d'un matériau en phase stable.

Pour élucider la base théorique et les preuves scientifiques de ces découvertes, l'équipe de recherche a utilisé la tomographie électronique atomique, qui reconstitue des images 3D à partir d'images au microscope électronique 2D pour des cristaux de taille nanométrique dans un hydrate métallique, pour analyse. En conséquence, ils ont démontré que la phase métastable était thermodynamiquement stable, identifié la structure 3D des cristaux de phase métastable et suggéré un nouveau mécanisme de croissance des nanoparticules appelé « cristallisation en plusieurs étapes ». Cette étude est importante car elle révèle un nouveau paradigme dans le développement de matériaux à base de phase métastable alors que la plupart des recherches se concentrent sur le développement de matériaux à phase stable.

Le Dr Chun a déclaré :« Ces résultats d'étude fournissent un processus important pour obtenir une technologie source dans le développement de matériaux d'alliage avancés contenant des atomes légers. Une étude supplémentaire devrait révéler un nouveau paradigme dans le développement d'une phase métastable respectueuse de l'environnement des matériaux énergétiques capables de stocker de l'hydrogène et du lithium. Semblable à la méthode Czochralski (CZ), qui est utilisée pour produire du silicium monocristallin, un matériau clé dans l'industrie des semi-conducteurs d'aujourd'hui, ce sera une technologie source à fort potentiel qui contribuera à des avancées développement matériel." + Explorer plus loin

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