Lengvesnis už vandenį, itin plastiškas ir pigiai gaminamas: metalas, galintis sukelti naują technologijų šuolį

O kas būtų, jeigu aliuminis būtų dar lengvesnis – toks lengvas, kad plūduriuotų vandens paviršiuje net tada, kai tai nebūtų iš aliuminio folijos išlankstytas laivelis?

Kaip rodo modelis, kurį sukūrė Jutos valstijos universiteto (JAV) ir Pietinio federalinio universiteto (Rusija) mokslininkai, tai yra visai įmanoma.

Šie mokslininkai kompiuterinio modeliavimo būdu gavo tokią kristalinio aliuminio formą, kuri yra ypač mažo tankio.

„Mano kolegų požiūris į šį iššūkį buvo labai inovatyvus. Jie pradėjo nuo žinomos kristalinės gardelės – šiuo atveju deimanto – ir kiekvieną anglies atomą pakeitė aliuminio tetraedru“, – sakė JAV universitete dirbantis chemikas Aleksandras Boldyrevas.

Rezultatas buvo kristalinės formos aliuminis, pavadintas supertetraedriniu aliuminiu, kurio tankis yra neįtikėtinas – 0,61 g kubiniame centimetre. Palyginimui, įprastinio aliuminio tankis yra 2,7 g/cm3, plieno – 7,75 g/cm3.

Tai reiškia, kad tokio pusiau metalinio aliuminio gabalas plūduriuotų vandens paviršiuje, mat jo tankis yra 1 g/cm3. O įprastas aliuminis yra 2,7 karto tankesnis už vandenį, todėl greitai nuskęstų.

Tačiau tokios medžiagos praktinio padaudojimo potencialas – kur kas didesnis, nei šiaip plūdurams gaminti.

„Kosminiai skrydžiai, medicina, elektros instaliacijos, lengvesnės, daugiau degalų taupančios automobilių dalys – tai tik nedaugelis man į galvą šaunančių pritaikymo sričių“, – sakė A. Boldyrevas.

Kosminiai skrydžiai šiuo atveju gali būti itin svarbus argumentas vykdyti praktinius tokios medžiagos kūrimo darbus, mat kiekvienas kilogramas, pridedamas prie raketos svorio, smarkiai išaugina iškėlimo kainą.

Tačiau mokslininkas taip pat informavo, kad ši medžiaga, kuri, anot modeliavimo duomenų, pasižymėtų ir labai dideliu plastiškumu, būtų labai nebrangiai gaminama.

Iki šiol mokslininkai atliko tik kompiuterinius modeliavimus ir realios medžiagos nėra gaminę – iki gamybos dar gana daug ką reikia išmokti.

„Kol kas dar labai anksti svarstyti apie šios medžiagos panaudojimo sritis. Yra labai daug nežinomųjų. Pavyzdžiui, nieko nežinome apie jos tvirtumą“, – sakė JAV dirbantis mokslininkas.

Visgi kompiuterinis modeliavimas yra pirmas žingsnis į realios medžiagos gamybą. Be to, iš ankstesnių tyrimų mums jau žinoma, kad supertetraedrines medžiagas susintetinti įmanoma.

Kitas žingsnis – pabandyti pasigaminti bent šiek tiek supertetraedrinio aliuminio, kad jį būtų galima patyrinėti kiek išsamiau.

„Nuostabus šio tyrimo aspektas yra priėjimo kelias: žinomos struktūros panaudojimas naujos medžiagos projektavimui. Toks priėjimas atveria kelią naujiems ateities atradimams“, – sakė Jutos universiteto chemikas.

Tyrimą publikavo recenzuojamas žurnalas „The Journal of Physical Chemistry C“.