Российские ученые смоделировали «алмазную» форму алюминия, которая легче воды
Илья Гетманский/Южный федеральный университет
Химик из Университета Юты Александр Болдырев и его российские коллеги из Южного федерального университета в Ростове-на-Дону с помощью компьютерного моделирования предсказали существование новой модификации алюминия, которая почти вдвое легче воды. В этом им помогла кристаллическая решетка алмаза. Исследование опубликовано в The Journal of Physical Chemistry C.
Мы привыкли, что алюминиевая ложка всегда тонет в воде. Несмотря на то, что алюминий - довольно легкий металл, его плотность равна 2,7 грамма на кубический сантиметр (плотность воды составляет чуть меньше грамма на кубический сантиметр). Однако компьютерное моделирование предсказывает, что это вовсе не предел: можно создать форму алюминия, которая будет иметь плотность всего 0,61 грамма на кубический сантиметр.
Многие химические элементы существуют в виде нескольких простых веществ. Эти формы называют аллотропными модификациями. Например, графит, графен, сажа, фуллерены и алмаз по составу одинаковы, но разные свойства получаются из-за разного расположения атомов углерода в них.
Примечательно, что именно кристаллическая решетка алмаза и стала основной точкой отсчета в этом исследовании. «Подход моих коллег был очень необычным, - прокомментировал работу Александр Болдырев. - Они начали с известной кристаллической решетки, в данном случае, с алмаза, и заместили каждый атом углерода тетраэдром из атомов алюминия».
Расчеты показали, что материал с такой структурой должен получиться относительно стабильным, сверхлегким, устойчивым к ржавчине и немагнитным. Сырье для его производства - алюминий - не очень дорогое. При этом вещество с такими свойствами могло бы найти применение во множестве отраслей. Заманчивее всего рассматривать возможности использования сверхлегкого алюминия в ракетостроении и самолетостроении. Правда, как считают разработчики, говорить об этом с уверенностью пока рано: насколько будет прочен материал, пока не установлено.
via