比水轻!新方法设计出超轻铝晶体

聂翠蓉

2017年09月26日08:12  来源:科技日报
 
原标题:比水轻!新方法设计出超轻铝晶体

  科学家模拟设计出比水更轻的超级四面体铝晶体。俄罗斯南联邦大学科学家供图

  据物理学家组织网近日报道,美国犹他州立大学(USU)和俄罗斯南联邦大学的科学家,利用计算机模型设计出比水还轻的超轻晶体铝。发表在最新一期《物理化学杂志》网络版的这一重大突破性成果,有望用于航天飞机和汽车等领域制造超轻部件。

  传统形式的铝晶体虽然是比较轻的金属,但因为其密度(2.7克/立方厘米)大于水的密度(1克/立方厘米),用其制成的勺子放在充满水的水槽后还是会沉到水底。而这次获得的新晶体密度只有0.61克/立方厘米,不仅密度显著低于传统金属铝,还意味着其能漂浮在水面上。

  在新研究中,USU化学家亚历山大·博尔德雷夫带领团队,从分子水平对铝金属进行了全新设计,通过计算机模拟获得了比水更轻的超轻晶体铝。博尔德雷夫表示:“我们使用非常具有创意的方法完成了这次突破——以大家熟知的钻石为基础,将其中的每个碳原子用铝原子取代,得到了类似钻石的四面体结构晶体铝。进一步计算后,我们发现,这是一种非常稳定的全新超轻晶体铝结构。”

  由于铝金属拥有非磁性、耐腐蚀且含量丰富、相对便宜和易于生产等诸多优点,这种全新超轻铝结构未来会广泛应用于研制更轻便的航天飞机和汽车部件等方面。博尔德雷夫表示,虽然这种材料的强度等其他特性还有待进一步研究,推测其如何运用还为时尚早,但这次发现的最大突破点在于,为设计全新材料提供了一种创新方法。“我们的创新之处在于,可完全基于一种已知结构来设计新材料。”

(责编:张歌、熊旭)

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