Если поместить алюминиевую ложку в сосуд с водой, она, как известно, начнет тонуть: алюминий — по крайней мере, в привычном нам виде — плотнее, чем вода. Однако если перекроить этот обыкновенный металл на молекулярном уровне, можно превратить его в сверхлегкий материал с низкой плотностью. Об этом говорят вычисления коллектива химиков из Южного федерального университета (Россия) и Университета штата Юта (США). Результаты их исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry C.
Фото: Iliya Getmanskii, Southern Federal University, Rus
В своих вычислениях ученые заменили каждый атом углерода хорошо знакомой кристаллической решетки (в первую очередь — алмаза) тетраэдрическим атомом алюминия. Компьютерная модель получившегося вещества показывает, что материал отличается легкостью, метастабильностью своей кристаллической структуры и необычайно низкой плотностью: если «простой» алюминий имеет плотность 2,7 г/куб. см, то алюминий в новой, кристаллической форме — всего лишь 0,61 г/куб. см. Выходит, что новый алюминий не будет тонуть в воде, имеющей плотность 1 г/куб. см.
Ученые предполагают, что материал найдет себе применение в самых разных областях, поскольку это, помимо всего прочего, немагнитный, корозионностойкий, сравнительно недорогой в производстве (и сам по себе) металл.
Однако авторы исследования считают, что еще рано называть конкретные отрасли, в которых может пригодиться кристаллический алюминий, поскольку предстоит еще много чего выяснить: например, насколько прочен этот материал.
Геннадий Личинский