Se fai cadere un cucchiaio di alluminio in un lavandino pieno d'acqua, il cucchiaio affonderà sul fondo. Questo perché l'alluminio, nella sua forma convenzionale, è più denso dell'acqua, afferma il chimico della Utah State University Alexander Boldyrev.

Ma se ristrutturi il metallo domestico comune a livello molecolare, come hanno fatto Boldyrev e colleghi utilizzando la modellazione computazionale, potresti produrre una forma cristallina ultraleggera di alluminio più leggera dell'acqua. Boldyrev, insieme agli scienziati Iliya Getmanskii, Vitaliy Koval, Rusian Minyaev e Vladimir Minkin della Southern Federal University di Rostov-sul Don, Russia, risultati pubblicati nel 18 settembre, 2017, edizione online di Il Giornale di Chimica Fisica C .

La ricerca del team è supportata dalla National Science Foundation e dal Ministero russo della scienza e dell'istruzione.

"L'approccio dei miei colleghi a questa sfida è stato molto innovativo, "dice Boldyrev, professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'USU. "Hanno iniziato con un noto reticolo cristallino, in questo caso, un diamante, e sostituì ogni atomo di carbonio con un tetraedro di alluminio."

I calcoli del team hanno confermato che tale struttura è nuova, metastabile, forma leggera di alluminio cristallo. E con loro stupore, ha una densità di soli 0,61 grammi per centimetro cubo, in contrasto con la densità dell'alluminio convenzionale di 2,7 grammi per centimetro cubo.

"Ciò significa che la nuova forma cristallizzata galleggerà sull'acqua, che ha una densità di un grammo per centimetro cubo, " dice Boldyrev.

Tale proprietà apre un regno completamente nuovo di possibili applicazioni per il non magnetico, resistente alla corrosione, abbondante, metallo relativamente economico e di facile produzione.

"Volo spaziale, medicinale, cablaggio e più leggero, parti automobilistiche più efficienti dal punto di vista del consumo di carburante sono alcune applicazioni che vengono in mente, " dice Boldyrev. "Certo, è molto presto per speculare su come questo materiale potrebbe essere utilizzato. Ci sono molte incognite. Per una cosa, non sappiamo nulla della sua forza."

Ancora, lui dice, la scoperta rivoluzionaria segna un nuovo modo di affrontare il design dei materiali.

"Un aspetto sorprendente di questa ricerca è l'approccio:utilizzare una struttura nota per progettare un nuovo materiale, " Dice Boldyrev. "Questo approccio apre la strada a scoperte future".