这种铝居然密度小于水！化学家们在材料设计上取得新突破

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我们都知道一把铝制勺子放入水槽中，它就会沉到水底，这是因为铝的密度大于水的密度：常规铝的密度是 2.7 g/cm3，大于水的密度 1 g/cm3。但是，这个情况现在有了例外。

美国犹他州立大学的化学和生物化学系的教授 Alexander Boldyrev 表示，如果在分子水平上重构常规的金属结构，可以获得低密度的金属。

正如 Boldyre 和俄罗斯南联邦大学的化学家们合作的研究显示，利用计算模型，可获得密度比水低的超轻铝。该项研究成果于 9 月 18 日发表在《Journal of Physical Chemistry C》期刊上。另外，他们的研究获得了国家自然科学基金和俄罗斯教育科技部的支持。

Boldyrev 表示，“我们团队所采用的方法非常新颖。我们以已知的金刚石晶体结构为基础，然后将其中的碳原子用铝四面体替代。”

计算结果证实，得到的晶体铝是一种新型的、介稳态的、超轻的结构。

图丨超级四面体晶体铝结构的示意图。美国犹他州立大学和俄罗斯南联邦大学的科学家通过计算，设计了新型的、介稳态的、超轻的晶体铝结构。（来源：来自俄罗斯南联邦大学的 Iliya Getmanskii）

更令人惊奇的是，相较于常规的铝密度（2.7 g/cm3），该新型铝结构的密度只有 0.61 g/cm3。这就意味着它可以浮在水上（密度为 1 g/cm3）。

这种新型的铝结构可用于航天、医药以及质量更轻、更节能的汽车零部件等领域。当然，由于这种新型铝可能还存在很多未知的属性（比如它的强度），所以，现在设想它的应用前景仍为时尚早。

尽管如此，该项研究仍然为我们提供了一种新颖的材料设计方法，那就是利用已知的结构来设计新的材料。这种方法将为未来研究奠定了基础。

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编辑：maggie   校审：黄珊

参考：

https://phys.org/news/2017-09-ultra-light-aluminum-chemists-breakthrough-material.html

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