比水轻！新方法设计出超轻铝晶体

科学家模拟并设计了比水轻的超四面体铝晶体。南俄罗斯联邦大学的科学家提供图纸

科学日报，北京，9月25日(记者聂)——根据物理学家组织网络最近的一份报告，犹他大学(USU)和俄罗斯南部联邦大学的科学家已经使用计算机模型设计了比水轻的超轻晶体铝。这一重大突破发表在物理化学杂志的最新在线版上，预计将用于制造航天飞机和汽车等领域的超轻部件。

虽然传统的铝晶体是相对较轻的金属，因为它们的密度(2.7g/cm3)大于水的密度(1g/cm3)，但是由它们制成的勺子在放入装满水的水箱后会沉入底部。然而，这次获得的新晶体的密度仅为0.61克/立方厘米，这不仅明显低于传统金属铝的密度，而且意味着它可以浮在水面上。

在这项新的研究中，USU化学家亚历山大·波尔得列夫带领团队从分子水平上对铝金属进行了新的设计，并通过计算机模拟获得了比水轻的超轻晶体铝。Boulderev说:“我们用一种非常有创意的方法实现了这一突破——基于著名的钻石，用铝原子取代每个碳原子，得到类似钻石的四面体晶体铝。经过进一步计算，我们发现这是一种非常稳定的新型超轻晶体铝结构。”

由于铝金属具有非磁性、耐腐蚀、含量丰富、成本相对较低和易于生产等诸多优点，这种新型超轻铝结构将在未来的轻型航天飞机和汽车零部件的开发中得到广泛应用。Boulderev说，尽管这种材料的强度和其他特性还需要进一步研究，而且推测如何使用还为时过早，但这一发现的最大突破是它为设计新材料提供了一种创新的方法。"我们的创新之处在于，我们可以完全基于已知的结构来设计新材料."

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