Zinātnieki izstrādā jaunu alumīnija formu, kas peld

alumīnijs

Alumīnijs, iespējams, ir viens no pazīstamākajiem metāliem mūsdienu pasaulē, pateicoties tā lietojumam, sākot no viedtālruņiem līdz alumīnija folijai. Alumīnijs tiek izmantots tik bieži, jo tam ir zema kušanas temperatūra, tas labi darbojas sakausējumos un ir salīdzinoši viegls salīdzinājumā ar tā kopējo izturību. Ko darīt, ja tas tomēr varētu būt vēl vieglāks? Starptautisko pētnieku komandai ir izstrādāja jaunu kristāliskā alumīnija strukturālo recepti ar ārkārtīgi mazu blīvumu. Tas, iespējams, pat varēs peldēt ūdenī.

Zinātnieki no Jūtas Valsts universitātes un Dienvidu federālās universitātes Krievijā izmantoja skaitļošanas dizainu, lai izstrādātu kristāliskā alumīnija struktūru. Viņi sāka no zināmas labas kristāla struktūras; šajā gadījumā dimants. Dimanta režģis sastāv no 8 atomu grupu atkārtošanās, kur katrs atoms ir savienots ar četriem citiem. Tas ir pazīstams kā seju vērsts kubiskais izvietojums.



Dimanta režģa izgatavošana no kristāliska alumīnija ir mānīgi sarežģīta. Komandai bija tikai jādara oglekļa atomi dimantā pret alumīnija atomiem. Izdomāt, kā padarīt šo darbu ķīmiski, bija pavisam cita lieta. Alumīnija atomi ir daudz lielāki nekā ogleklis, un tiem ir dažādas saistīšanās īpašības. Jūs nevarat vienkārši aizstāt alumīniju katram ogleklim un saukt to par dienu. Komanda atklāja, ka jūs varētu saglabāt dimanta ar alumīniju kubisko režģu izvietojumu, ja katrs ogleklis būtu aizstāts ar tetraedrisku alumīnija apakšvienību. Tādējādi kristāliskais alumīnijs sastāv no 4 atomu alumīnija blokiem, kas paši ir savienoti ar citām tetraedriskām alumīnija apakšvienībām.



Šis materiāls vēl nepastāv reālajā dzīvē, un komanda brīdina, ka tā izgatavošana būtu dārga. Tomēr struktūras ģenerēšanai izmantotās simulācijas paredz, ka tam būs ārkārtīgi mazs blīvums, vienlaikus saglabājot lielu daļu standarta alumīnija izturības. Paredzams, ka kristāliskā alumīnija blīvums būs tikai 0,61 grami uz kubikcentimetru. Salīdzinot ar 2,7 gramiem uz kubikcentimetru normālam alumīnijam. Tērauds ir daudz smagāks - 7,75 grami uz kubikcentimetru.

Kristāliskā alumīnija struktūra.



Noteicošais faktors tam, vai kaut kas ūdenī ir peldošs, ir tas, vai tā blīvums ir lielāks vai mazāks nekā ūdenim. Kristāliskā alumīnija ir 0,61 grami uz kubikcentimetru, un ūdens ir 1 grams uz kubikcentimetru, tāpēc tam vajadzētu peldēt diezgan labi.

No iepriekšējiem pētījumiem mēs zinām, ka var sintezēt tā sauktos supertetraedriskos materiālus, taču tas nav viegli. Ja tiek ražots kristālisks alumīnijs, pētnieki var salīdzināt tā īpašības ar šī pētījuma prognozēm. Ja tas ir sakritība, to pašu aprēķina pieeju varētu izmantot citu eksotisku materiālu dizainam.

Copyright © Visas Tiesības Aizsargātas | 2007es.com