Алюминий легче воды

Информация о появлении сверхлегкой кристаллической формы алюминия, опубликованная в издании «Journal of Physical Chemistry C.», свидетельствует о грядущих переменах в области традиционных конструкционных материалов. Министерство науки и образования России поддерживало исследования. Большой интерес к их результатам проявили в Национальном научном фонде США. Фонд также оказывал помощь. Заинтересованность обеих структур в проекте объясняется громадными перспективами, открывающимися в отраслях, использующих алюминий.

Сотрудничество ведущих специалистов из разных университетов часто ведет к отличным результатам. Участники работы при равных квалификациях обладают свежим взглядом на проблему. Именно это и произошло, когда профессионалы, представлявшие российский Южный Федеральный университет, объединились с коллегами из Университета штата Юта (США) для участия в оригинальном проекте с использованием инновационных методов.

Легкость в совокупности с другими свойствами алюминия часто делает его незаменимым конструкционным материалом. Авиастроение трудно представить без алюминия. Но его легкость относительна. Алюминиевая ложка, опущенная в воду, тут же окажется на дне. Плотность алюминия больше, чем соответствующая величина у воды. Инновационные подходы позволяют ученым сузить спектр поиска, уменьшить количество экспериментов. Исследователи экономят время и средства.

Александр Болдырев и его коллеги создали алюминий низкой плотности. У алюминия, как и у остальных металлов, кристаллическая решетка. Если повлиять на строение элемента, то можно изменить свойства. Лучшее средство — обратиться к элементам с подобной структурой. Метод компьютерного моделирования существует именно для решения таких задач. Утверждение, что алюминий легче воды, совсем недавно казалось фантастикой. Профессор Болдырев поделился алгоритмом изысканий своих коллег, как фантастику сделать реальностью. Моделью для «скелета» нового материала они выбрали самую известную кристаллическую решетку. Инновационные методы позволили ученым заменить тетраэдрами алюминия атомы углерода.

Метастабильная форма кристаллического алюминия, созданная учеными, должна обладать сверхлегкостью. Предположения чего-то стоят только тогда, когда подтверждены расчетами. Плотность алюминия нового строения составила 0,61 г/см3. «Пересобранный» алюминий гораздо легче своего прототипа. Сверхлегкий алюминий не тонет в воде. Ее плотность больше, чем соответствующая величина материала с новой кристаллической решеткой.

Сверхлегкость — это только одно известное свойство новой формы алюминия. Участникам работы предстоит многое узнать о сопротивлении, коррозионной стойкости и других характеристиках сверхлегкого алюминия. Нет сомнений в том, что алюминий с новыми свойствами будет востребован в медицине и космонавтике, авиастроении и автомобильной промышленности.

Создание новых форм элементов не только удовлетворяет профессиональные интересы ученых, считает профессор Болдырев. Используемый метод обещает появление материалов со специальными свойствами. Создание таких материалов позволит существенно отодвинуть пределы нагрузок на технику и конструкции.