ساخت نوعی آلومینیوم کریستالیِ فوق‌العاده سبک

 
مجله علمی ایلیاد - آلومینیوم در حال حاضر بسیار با ارزش است. این فلز رسانا است، نقطه‌ی ذوب پایینی دارد، آلیاژ آن بسیار محکم، در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم است و بالاتر از همه بسیار سبک است. اما اگر می‌توانستیم آن را سبک‌تر نیز بسازیم چه؟ در حدی سبک که بدون آن‌که به شکل قایق ساخته شده باشد، بر روی آب شناور بماند.

بر اساس مدلی که دانشمندان دانشگاه ایالتی یوتا و دانشگاه  فدرال جنوبی روسیه‌ ساخته‌اند، چنین چیزی در واقع امکان‌پذیر است. این گروه با استفاده از طراحی محاسباتی، نوعی از آلومینیوم کریستالی با چگالی بسیار پایین ساخته‌اند.

«الکساندر بولدیرو» شیمیدان و محقق دانشگاه یوتا می‌گوید: «رهیافت همکاران من به این مساله بسیار نوآورانه بود. در این مورد آن‌ها با الماس که شبکه‌ای کریستالی است شروع کردند و هر اتم کربن را با یک چهارضلعی آلومینیوم جایگزین کردند.» آلومینیوم کریستالی به‌دست آمده که «آلومینیوم سوپرتتراهدرال» نام‌گذاری شده است چگالی باور نکردنی و به میزان ۰.۶۱ گرم در هر سانتی‌متر مربع دارد. چگالی آلومینیوم معمولی ۲.۷ گرم در سانتی‌متر مربع است. استیل نیز چگالی ۷.۷ گرم در سانتی‌متر مکعب دارد.

این بدان معنا است که تکه‌ای از این شبه‌فلز بر روی آب که چگالی ۱ گرم در سانتی‌متر مکعب دارد شناور خواهد شد، در حالی که تکه‌ی آلومینیوم معمولی به ته آب فرو خواهد رفت. بولدیرو  می‌گوید: «سفینه‌های فضایی، پزشکی، سیم‌کشی و وسایل نقلیه‌ی سبک‌تر و کم‌مصرف‌تر ممکن است برخی از کاربردهای این شبه‌فلز ‌باشند.»

کاربرد آن در سفینه‌های فضایی بسیار مهم است، چرا که هر کیلوگرم که به وزن موشک فضایی افزوده شود، هزینه و دشواری ارسال آن افزایش می‌یابد. او همچنین می‌گوید از آن‌جایی که تولید این ماده هزینه‌بردار است و انعطاف بالایی دارد، هنوز به مرحله‌ی تولید نرسیده است و تا زمانی که به این مرحله نرسیم هنوز چیزهای زیادی برای یاد گرفتن در مورد آن وجود دارد.

وی ادامه داد: «برای نظر دادن در مورد نحوه‌ی استفاده از این ماده زود است؛ چرا که چیزهای بسیاری در مورد آن وجود دارد که نمی‌دانیم. به‌طور مثال چیزی در مورد استحکام آن نمی‌دانیم.» طراحی، اولین قدم در ساخت ماده‌ای جدید است و از تحقیقات پیشین می‌دانیم که مواد سوپرتتراهدرال می‌توانند ترکیب شوند. قدم بعدی تلاش برای تولید آلومینیوم سوپرهدرال است تا از نزدیک آن‌را آزمایش کنیم.

از جالب‌ترین ویژگی‌های این تحقیق این است که از ساختاری شناخته‌شده برای طراحی ماده‌ای جدید استفاده شده است. این رهیافت راه را برای اکتشافات آتی هموار می‌کند. این تحقیق درمجله‌ی  Physical Chemistry Cمنتشر شده است.
 
نوشته: میشل استار
ترجمه:  مجله علمی ایلیاد
مجله ایلیاد رادر اینستاگرام دنبال کنید...مجله ایلیاد رادر تلگرام دنبال کنید...مجله ایلیاد رادر آپارات دنبال کنید...مطالب مشابه● غلبه بر یکی از محدودیت‌های قانون اول ترمودینامیک● کشف آنزیمی که هوا را به انرژی تبدیل می‌کند● چرا در استوا وزن همه چیز کمتر است؟● طلای موجود بر روی زمین چگونه شکل گرفته است؟● چرا خوردن و آشامیدن قبل از انجام جراحی ممنوع است؟● سنگین‌ترین قطعه طلای جهان کجاست؟● حل معمای ۵۰۰ ساله‌ی لئوناردو داوینچی● چگونه لیزر می‌تواند رعد و برق را متوقف کند؟● دانشمندان با امواج صوت اجسامی را جابه‌جا کردند● چرا برخی رنگ‌ها مانند قهوه‌ای در رنگین‌کمان‌ها نیستند؟جدیدترین مطالب● آمار سرقت پس از قانون کاهش مجازات ● چطور لکه‌های مداد را از روی دیوار پاک کنیم؟● باکتری‌ها چگونه به مغز حمله می‌کنند؟● دانشمندان گامی دیگر به اینترنت کوانتومی نزدیک‌تر شده‌اند● چطور ویتامین B12 مورد نیاز بدن‌مان را تامین کنیم؟● ورود اورانیوم به خاک چه ارتباطی با کودهای کشاورزی دارد؟● آیا گیاهان هم صدا دارند؟● چطور در خانه توت فرنگی بکاریم؟● شواهد جدید برای مدل استاندارد کیهان‌شناسی● چطور جلوی استفراغ شیرخوار را بگیریم؟● سیاره‌ی ناهید فعالیت‌های آتشفشانی دارد● چطور برای یک سفر کمپینگ آماده شویم؟● قدیمی‌ترین نشانه‌های برخورد شهاب‌سنگ‌ها با زمین● تصویری فوق‌العاده از یک برج پلاسمایی بر روی سطح خورشید● چگونه با عدم تعادل شیمیایی در مغز برخورد کنیم؟● کشف درخشان و داغِ جیمز وب● پنج فایده‌ی دارچین برای سلامتی● کدام حیوان بلندترین گردن را در قلمرو حیوانات داشته است؟● چطور رادیاتور خودرو را تخلیه و تعویض کنیم؟● چگونه از شر مگسک چشم خلاص شویم؟