Ultralet aluminium:Kemikere rapporterer gennembrud inden for materialedesign

Hvis du taber en aluminiumske i en vask fuld af vand, skeen synker til bunden. Det er fordi aluminium, i sin konventionelle form, er tættere end vand, siger Utah State University -kemiker Alexander Boldyrev.

Men hvis du omstrukturerer det almindelige husholdningsmetal på molekylært niveau, som Boldyrev og kolleger gjorde ved hjælp af beregningsmodellering, du kunne producere en ultralet krystallinsk form af aluminium, der er lettere end vand. Boldyrev, sammen med forskerne Iliya Getmanskii, Vitaliy Koval, Rusian Minyaev og Vladimir Minkin fra Southern Federal University i Rostov-on Don, Rusland, offentliggjorte fund i 18. september, 2017, online udgave af Journal of Physical Chemistry C .

Teamets forskning støttes af National Science Foundation og det russiske ministerium for videnskab og uddannelse.

"Mine kollegers tilgang til denne udfordring var meget innovativ, "siger Boldyrev, professor i USU's Institut for Kemi og Biokemi. "De startede med et kendt krystalgitter, I dette tilfælde, en diamant, og erstattede hvert carbonatom med et aluminiumtetraeder. "

Holdets beregninger bekræftede, at en sådan struktur er en ny, metastabil, let form af krystalaluminium. Og til deres forbløffelse, den har en densitet på kun 0,61 gram pr. kubikcentimeter, i modsætning til konventionel aluminiums densitet på 2,7 gram pr. kubikcentimeter.

"Det betyder, at den nye krystalliserede form flyder på vand, som har en densitet på et gram pr. kubikcentimeter, "Siger Boldyrev.

En sådan ejendom åbner et helt nyt område af mulige applikationer for de ikke-magnetiske, korrosionsbestandig, rigelig, relativt billigt og let at producere metal.

"Rumfart, medicin, ledninger og mere let, mere brændstofeffektive bildele er nogle applikationer, der kommer til at tænke på, "Siger Boldyrev." Selvfølgelig, Det er meget tidligt at spekulere i, hvordan dette materiale kan bruges. Der er mange ukendte. For én ting, vi ved ikke noget om dets styrke. "

Stadig, han siger, banebrydende opdagelse markerer en ny måde at nærme sig materialedesign på.

"Et fantastisk aspekt af denne forskning er tilgangen:Brug af en kendt struktur til at designe et nyt materiale, "Boldyrev siger." Denne tilgang baner vej for fremtidige opdagelser. "