آلومینیوم فوق العاده سبک - ایده جدیدی از طراحی متریال را آشکار می کند

با توجه به وب سایت phys در 22 سپتامبر، اگر یک قاشق آلومینیومی را در یک مخزن پر از آب قرار دهید، قاشق به ته می رود.الکساندر بولدیرف، شیمیدان دانشگاه ایالتی یوتا، گفت که این به این دلیل است که فلزات آلومینیوم معمولی چگالی تر از آب هستند.
با این حال، اگر بتوان ساختار فلزات معمولی خانگی را در سطح مولکولی دوباره طراحی کرد (همانطور که بولدیرف و همکارانش با مدل‌سازی کامپیوتری انجام دادند)، می‌توان آلومینیوم کریستالی فوق سبک با چگالی کمتر از آب تولید کرد.بولدیرف و دانشمندان ILIYA getmanskii، ویتالی کووال، مینیایف روسی و ولادیمیر مینکین از دانشگاه فدرال جنوبی ایالت روستوتانگ در روسیه، یافته ها و نتایج تحقیقات خود را در نسخه آنلاین مجله شیمی فیزیکی C در 18 سپتامبر 2017 منتشر کردند. تحقیقات این تیم توسط بنیاد ملی علوم و وزارت علوم و آموزش روسیه حمایت شد.

بولدیرف، پروفسور دپارتمان شیمی و بیوشیمی دانشگاه ایالتی یوتا در ایالات متحده، گفت: "چالش پیشنهادی توسط همکارانم بسیار نوآورانه است. آنها با الماس، یک ماده از نوع شبکه شناخته شده، شروع کردند و از اتم های آلومینیوم برای جایگزینی استفاده کردند. هر اتم کربن در شبکه الماس برای به دست آوردن یک چهار وجهی جدید."
از طریق محاسبات شبیه سازی تیم، می توان ثابت کرد که این سازه دارای فرم کریستالی آلومینیومی جدید، فراپایدار و سبک است.علاوه بر این، تعجب آور است که چگالی مواد آلومینیومی با این ساختار تنها 0.61 گرم در سی سی در مقایسه با آلومینیوم معمولی با چگالی 2.7 گرم در سی سی است.
این بدان معناست که ماده ای که از طریق کریستالیزاسیون به این شکل به دست می آید قادر خواهد بود روی آب شناور شود زیرا چگالی آب 1 گرم در سی سی است.

بولدیرف گفت.
این ویژگی کاربرد فلزات غیر مغناطیسی، فلزات مقاوم در برابر خوردگی، فلزات پر بازده، نسبتاً کم هزینه و آسان برای تولید فلزات و سایر مواد را در ارتفاع جدیدی ایجاد می کند.
BodyRev گفت: "شاتل فضایی، دارو، سیم کشی و قطعات خودروهای سبک و کم مصرف تر، برخی از زمینه های کاربردی هستند که در حال حاضر به آنها فکر می کنم. البته هنوز برای استفاده از این ماده خیلی زود است. وجود دارد. هنوز بسیاری از نکات ناشناخته برای مطالعه در مورد این ماده، به عنوان مثال، ما چیزی در مورد قدرت آن نمی دانیم."
با این حال، BodyRev همچنین گفت که این کشف موفقیت آمیز هنوز نشان دهنده ظهور یک روش جدید طراحی مواد است.بولدیرف گفت: "مهیج ترین جنبه این تحقیق دستیابی به یک روش طراحی جدید است: استفاده از یک ساختار شناخته شده برای طراحی مواد جدید. این روش راه را برای اکتشافات بعدی در آینده هموار خواهد کرد."