这种铝居然密度小于水!化学家们在材料设计上取得新突破

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这种铝居然密度小于水!化学家们在材料设计上取得新突破
麻省理工科技评论 79天前 0

79天前

如果在分子水平上重构常规的金属结构,可以获得低密度的金属。
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如果在分子水平上重构常规的金属结构,可以获得低密度的金属。

我们都知道一把铝制勺子放入水槽中,它就会沉到水底,这是因为铝的密度大于水的密度:常规铝的密度是 2.7 g/cm3,大于水的密度 1 g/cm3。但是,这个情况现在有了例外。

美国犹他州立大学的化学和生物化学系的教授 Alexander Boldyrev 表示,如果在分子水平上重构常规的金属结构,可以获得低密度的金属。正如 Boldyre 和俄罗斯南联邦大学的化学家们合作的研究显示,利用计算模型,可获得密度比水低的超轻铝。该项研究成果于 9 月 18 日发表在《Journal of Physical Chemistry C》期刊上。另外,他们的研究获得了国家自然科学基金和俄罗斯教育科技部的支持。

Boldyrev 表示,“我们团队所采用的方法非常新颖。我们以已知的金刚石晶体结构为基础,然后将其中的碳原子用铝四面体替代。”计算结果证实,得到的晶体铝是一种新型的、介稳态的、超轻的结构。更令人惊奇的是,相较于常规的铝密度(2.7 g/cm3),该新型铝结构的密度只有 0.61 g/cm3。这就意味着它可以浮在水上(密度为 1 g/cm3)。

这种新型的铝结构可用于航天、医药以及质量更轻、更节能的汽车零部件等领域。当然,由于这种新型铝可能还存在很多未知的属性(比如它的强度),所以,现在设想它的应用前景仍为时尚早。尽管如此,该项研究仍然为我们提供了一种新颖的材料设计方法,那就是利用已知的结构来设计新的材料。这种方法将为未来研究奠定了基础。

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