Ultra-lekkie aluminium – przełom w projektowaniu materiałów

Jeśli upuścisz łyżkę aluminiową w misce pełnej wody, łyżka zatonie. To dlatego, że aluminium, w swojej konwencjonalnej formie, ma większą gęstość niż woda. Jeśli jednak zreorganizuje się ten powszechny metal na poziomie molekularnym, można otrzymać ultra-lekką postać, która będzie unosić się na powierzchni. Dokonali tego, wykorzystując modelowanie komputerowe, naukowcy z Południowego Federalnego Uniwersytetu w Rostowie nad Donem.

„Podejście moich kolegów do tego wyzwania było bardzo innowacyjne" - mówi Boldyrev, profesor Departamentu Chemii i Biochemii Uniwersytetu. "Zaczęli od znanej siatki krystalicznej, w tym przypadku diamentu i zastąpili każdy atom węgla atomem aluminium". Obliczenia zespołu potwierdziły, że taka struktura jest nową, metastabilną, lekką formą kryształu aluminium. Ku ich zdumieniu, ma on gęstość zaledwie 0,61 grama na centymetr sześcienny, w przeciwieństwie do konwencjonalnego aluminium o gęstości 2,7 g na centymetr sześcienny.

"Oznacza to, że nowa krystalizowana forma unosi się na wodzie, która ma gęstość 1 gram na centymetr sześcienny" - mówi Boldyrev.
Taka właściwość otwiera zupełnie nowe możliwości zastosowania tego niemagnetycznego, odpornego na korozję, dostępnego, stosunkowo niedrogiego i łatwego w produkcji metalu. "Przestrzeń kosmiczna, medycyna, okablowanie i lżejsze części samochodowe to tylko niektóre zastosowania, które przychodzą na myśl" - mówi Boldyrev. "Oczywiście jest jeszcze za wcześnie na spekulacje, jak ten materiał można wykorzystać. Jest wiele niewiadomych, na przykład nic nie wiemy o jego sile".

Mimo to jest to odkrycie przełomowe i oznacza nowe spojrzenie na projektowanie materiałów.
"Zdumiewającym aspektem tego badania jest podejście: użycie znanej struktury do zaprojektowania nowego materiału" - mówi Boldyrev. "Otwiera to drogę do przyszłych odkryć".

(KB)