Representación esquemática de una estructura de cristal de aluminio supertetraédrica. Científicos de la Universidad Estatal de Utah, EE. UU. Y la Universidad Federal del Sur, Rusia, diseñó computacionalmente un nuevo, metaestable forma cristalina ultraligera de aluminio. Crédito:Iliya Getmanskii, Universidad Federal del Sur, Rusia
Si dejas caer una cuchara de aluminio en un fregadero lleno de agua, la cuchara se hundirá hasta el fondo. Eso es porque el aluminio, en su forma convencional, es más denso que el agua, dice el químico de la Universidad Estatal de Utah, Alexander Boldyrev.
Pero si reestructura el metal doméstico común a nivel molecular, como hicieron Boldyrev y sus colegas usando modelado computacional, podría producir una forma cristalina ultraligera de aluminio que es más ligera que el agua. Boldyrev, junto con los científicos Iliya Getmanskii, Vitaliy Koval, Rusian Minyaev y Vladimir Minkin de la Universidad Federal del Sur en Rostov-on Don, Rusia, publicaron hallazgos en el 18 de septiembre de 2017, edición en línea de La Revista de Química Física C .
La investigación del equipo cuenta con el apoyo de la National Science Foundation y el Ministerio de Ciencia y Educación de Rusia.
"El enfoque de mis colegas para este desafío fue muy innovador, "dice Boldyrev, profesor del Departamento de Química y Bioquímica de la USU. "Comenzaron con un entramado de cristal conocido, en este caso, un diamante, y sustituyó cada átomo de carbono con un tetraedro de aluminio ".
Los cálculos del equipo confirmaron que tal estructura es nueva, metaestable forma ligera de cristal de aluminio. Y para su asombro, tiene una densidad de solo 0,61 gramos por centímetro cúbico, en contraste con la densidad del aluminio convencional de 2,7 gramos por centímetro cúbico.
"Eso significa que la nueva forma cristalizada flotará en el agua, que tiene una densidad de un gramo por centímetro cúbico, "Dice Boldyrev.
Tal propiedad abre un campo completamente nuevo de posibles aplicaciones para lo no magnético, resistente a la corrosión, abundante, metal relativamente económico y fácil de producir.
"Vuelo espacial, medicamento, cableado y más ligero, piezas de automóviles más eficientes en el consumo de combustible son algunas de las aplicaciones que me vienen a la mente, "Dice Boldyrev." Por supuesto, Es muy pronto para especular sobre cómo se podría utilizar este material. Hay muchas incógnitas. Por una cosa, no sabemos nada sobre su fuerza ".
Todavía, él dice, El descubrimiento revolucionario marca una forma novedosa de abordar el diseño de materiales.
"Un aspecto sorprendente de esta investigación es el enfoque:utilizar una estructura conocida para diseñar un nuevo material, ", Dice Boldyrev." Este enfoque allana el camino para futuros descubrimientos ".