Des chercheurs de l'université de Californie de Santa Barbara ont démontré que, sous certaines circonstances, l'hydrogène peut former des liaisons "multicentres", c'est-à-dire pour lesquelles un atome d'hydrogène est simultanément lié à quatre voire six autres atomes. Testée pour de l'hydrogène dans des oxydes métalliques, la découverte pourrait avoir un large impact technologique. La recherche est disponible en ligne sur le site
Nature Materials.
Le Professeur Chris G. Van de Walle et le scientifique Anderson Janotti, de l'UC Santa Barbara, ont montré que ce type de liaisons pour l'hydrogène est une explication probable de la conductivité électronique des oxydes métalliques. Ces derniers sont largement répandus dans les protections solaires ou les capteurs.
On s'attend généralement que l'hydrogène, le plus simple des éléments (qui se compose d'un proton et d'un électron) montre une chimie simple quand il constitue des molécules ou des solides. L'atome d'hydrogène est presque toujours lié à un seul autre atome, ce qui constitue une liaison double avec deux électrons. Les exceptions à la règle sont rares ; il n'existe que quelques cas, lorsque l'hydrogène se lie simultanément à deux autres atomes, constituant ainsi une liaison triple
Mais l'hydrogène peut se substituer à un atome d'oxygène et former une liaison multicentre avec les atomes adjacents dans un métal. Par exemple, dans l'oxyde de Zinc, ZnO, l'hydrogène peut se lier égalitairement aux quatre atomes voisins de Zn, formant ainsi une liaison quadruple. Ces liaisons multicentres sont extrêmement stables et expliquent les variations auparavant énigmatiques de la conductivité en fonction de la température et de la pression de l'oxygène. Ces résultats suggèrent que l'hydrogène puisse être utilisé comme un dopant de substitution dans les oxydes, un concept qui est contre-intuitif et qui devrait fortement intéresser les chercheurs.