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比水輕！新方法設計出超輕鋁晶體--有望廣泛用于航空航天和汽車制造領域

2017-09-27 09:56:02 作者：本網(wǎng)整理來源：科技日報分享至：

科學家模擬設計出比水更輕的超級四面體鋁晶體。俄羅斯南聯(lián)邦大學科學家供圖

據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，美國猶他州立大學（USU）和俄羅斯南聯(lián)邦大學的科學家，利用計算機模型設計出比水還輕的超輕晶體鋁。發(fā)表在最新一期《物理化學雜志》網(wǎng)絡版的這一重大突破性成果，有望用于航天飛機和汽車等領域制造超輕部件。

傳統(tǒng)形式的鋁晶體雖然是比較輕的金屬，但因為其密度（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滿水的水槽后還是會沉到水底。而這次獲得的新晶體密度只有0.61克/立方厘米，不僅密度顯著低于傳統(tǒng)金屬鋁，還意味著其能漂浮在水面上。

在新研究中，USU化學家亞歷山大·博爾德雷夫帶領團隊，從分子水平對鋁金屬進行了全新設計，通過計算機模擬獲得了比水更輕的超輕晶體鋁。博爾德雷夫表示：“我們使用非常具有創(chuàng)意的方法完成了這次突破——以大家熟知的鉆石為基礎，將其中的每個碳原子用鋁原子取代，得到了類似鉆石的四面體結構晶體鋁。進一步計算后，我們發(fā)現(xiàn)，這是一種非常穩(wěn)定的全新超輕晶體鋁結構。”

由于鋁金屬擁有非磁性、耐腐蝕且含量豐富、相對便宜和易于生產(chǎn)等諸多優(yōu)點，這種全新超輕鋁結構未來會廣泛應用于研制更輕便的航天飛機和汽車部件等方面。博爾德雷夫表示，雖然這種材料的強度等其他特性還有待進一步研究，推測其如何運用還為時尚早，但這次發(fā)現(xiàn)的最大突破點在于，為設計全新材料提供了一種創(chuàng)新方法。“我們的創(chuàng)新之處在于，可完全基于一種已知結構來設計新材料。”

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責任編輯：殷鵬飛

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