Как и любой химический процесс, гальванизация металлов является сложным явлением, связанным с формированием новых молекул. В результате взаимодействия металлов на атомарном уровне образуется гальваническое покрытие с определённым набором физико-химических свойств. Человек видит лишь начало процесса и его конечный результат. Химические реакции происходят в полном соответствии с научными теориями, однако сам механизм процесса скрыт от наших глаз. До недавнего времени можно было только догадываться, как именно происходит переход от одного вещества к другому и как формируются новые химические соединения.
Теперь учёные собираются изучать переходные состояния других процессов, происходящих с помощью каталитических реакций. Понимание механики и физики реального взаимодействия атомов различных веществ поможет создать более эффективные составы – катализаторы, в том числе и для химического никелирования, меднения, химической пассивации и других технологий гальванического производства.
Учёные Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC Министерства энергетики США впервые в мире смогли сфотографировать момент переходного состояния перед непосредственным формированием молекул нового материала. Для этого они использовали специальный источник когерентного света. Устройство создаёт очень мощные короткие импульсы рентгеновского излучения, позволяющие делать сверхбыстрые снимки с минимально возможной экспозицией. Для съёмки такого процесса, как гальванизация, данный метод съёмки пока не применим, так как реакция происходит в жидкой среде. В качестве образца для фотосессии учённые взяли реакцию окисления угарного газа СО, которая совершается во всех автомобильных катализаторах. Этот процесс относительно легко воспроизвести в лабораторных условиях с применением рентгеновского осветителя LCLS.
Реакция происходит на поверхности катализатора, что имеет некоторую аналогию с гальваническим производством . Каталитический материал захватывает молекулы СО и кислорода. Когда они оказываются рядом друг с другом на расстоянии атомарных связей, молекула О2 расщепляется на два атома. Один из них присоединяется к молекуле угарного газа, образуя углекислый газ СО2. В момент съёмки использовался оптический лазер, разогревавший катализатор до 2000° Кельвина, что гарантировало активную химическую реакцию. С помощью электронного микроскопа были сделаны снимки, на которых видно, как один газ превращается в другой.