Si vous laissez tomber une cuillère en aluminium dans un évier rempli d'eau, la cuillère va couler au fond. C'est parce que l'aluminium, sous sa forme conventionnelle, est plus dense que l'eau, selon le chimiste de l'Université d'État de l'Utah, Alexander Boldyrev.

Mais si vous restructurez le métal domestique commun au niveau moléculaire, comme Boldyrev et ses collègues l'ont fait en utilisant la modélisation informatique, vous pourriez produire une forme cristalline ultralégère d'aluminium qui est plus légère que l'eau. Boldyrev, avec les scientifiques Iliya Getmanskii, Vitaliy Koval, Rusian Minyaev et Vladimir Minkin de l'Université fédérale du Sud de Rostov-on-Don, Russie, résultats publiés dans le 18 septembre, 2017, édition en ligne de Le Journal de Chimie Physique C .

Les recherches de l'équipe sont soutenues par la National Science Foundation et le ministère russe des Sciences et de l'Éducation.

« L'approche de mes collègues face à ce défi était très innovante, " dit Boldyrev, professeur au département de chimie et biochimie de l'USU. "Ils ont commencé avec un réseau cristallin connu, dans ce cas, un diamant, et remplacé chaque atome de carbone par un tétraèdre d'aluminium."

Les calculs de l'équipe ont confirmé qu'une telle structure est une nouvelle, métastable, forme légère d'aluminium cristal. Et à leur grand étonnement, il a une densité de seulement 0,61 gramme par centimètre cube, contrairement à la densité conventionnelle de l'aluminium de 2,7 grammes par centimètre cube.

"Cela signifie que la nouvelle forme cristallisée flottera sur l'eau, qui a une densité d'un gramme par centimètre cube, " dit Boldyrev.

Une telle propriété ouvre un tout nouveau domaine d'applications possibles pour le non-magnétique, résistant à la corrosion, abondant, métal relativement peu coûteux et facile à produire.

"Vol spatial, Médicament, câblage et plus léger, des pièces automobiles plus économes en carburant sont quelques applications qui me viennent à l'esprit, " Boldyrev dit. " Bien sûr, il est très tôt pour spéculer sur la façon dont ce matériau pourrait être utilisé. Il y a beaucoup d'inconnues. Pour une chose, nous ne savons rien de sa force."

Toujours, il dit, cette découverte révolutionnaire marque une nouvelle façon d'aborder la conception des matériaux.

« Un aspect étonnant de cette recherche est l'approche :utiliser une structure connue pour concevoir un nouveau matériau, " Boldyrev dit. " Cette approche ouvre la voie à de futures découvertes. "