غبار الحديد يحترق مثل ألعاب نارية صغيرة: وميض، حرارة، شرارات. لكي تصبح هذه الألعاب النارية وقودًا آمنًا لمحطات الطاقة، يجب أن نعرف بدقة متى وكيف تشتعل الجزيئة. حتى الآن، كان المهندسون يعملون بشكل أعمى: كانوا يرون أن المسحوق يحترق، لكنهم لم يستطيعوا النظر داخل حبيبة واحدة.

في العمل الجديد، وجّه الفيزيائيون ليزرًا وكاميرا فائقة السرعة إلى كريات حديد مفردة يبلغ حجمها عشرات الميكرومترات (أرفع من شعرة الإنسان). التقطت الكاميرا مليون صورة في الثانية، بينما قاس الليزر درجة حرارة الجزيئة في كل لحظة. اتضح أنه قبل الاشتعال، تمر الجزيئة بثلاث خطوات واضحة، مثل متسلق الجبال الذي يمر بثلاثة معسكرات أساسية قبل الوصول إلى القمة. أولاً، تنصهر طبقة أكسيد رقيقة على السطح — وهي الصدأ الذي يغطي الحديد دائمًا. ثم، داخل المعدن، تعيد الذرات ترتيب نفسها من ترتيب إلى آخر، وتتجمد درجة الحرارة للحظة. أخيرًا، ينصهر الحديد نفسه، وبعد ذلك فقط يبدأ الاحتراق الساطع.

بنى العلماء نموذجًا رياضيًا يتنبأ بهذه الأزمنة لجزيئات بأقطار مختلفة. تطابق النموذج مع التجربة بدقة تصل إلى عدة بالمئة. الآن يمكن لمصممي شعلات الحديد أن يحسبوا مسبقًا عند أي درجة حرارة وتدفق أكسجين ستشتعل جزيئات بحجم معين بالكامل ولن تنطفئ في منتصف الطريق. هذه خطوة نحو طاقة يُحرق فيها غبار حديد قابل لإعادة التدوير بدلًا من الفحم والغاز — دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مع رماد على شكل أكسيد الحديد يمكن اختزاله مرة أخرى إلى معدن.