Mecânica

Descoberto alumínio que flutua na água

Descoberto alumínio ultraleve, que flutua na água
Estrutura cristalina supertetraédrica do alumínio de baixa densidade, que deverá flutuar na água. [Imagem: Iliya Getmanskii/Southern Federal University (Rússia)]

Alumínio de baixa densidade

Se você deixar qualquer objeto de alumínio cair em uma vasilha cheia de água, o objeto vai afundar porque o alumínio é mais denso do que a água.

Mas essa forma normal do alumínio que conhecemos não é a única possível.

Em 2011, pesquisadores australianos produziram um alumínio superdenso, que já existe naturalmente nas profundezas de alta pressão dos planetas.

Agora, uma equipe russa demonstrou que o inverso também é possível: eles demonstraram a possibilidade de fabricação de um alumínio ultraleve - tão leve que qualquer objeto feito desse alumínio irá flutuar na água.

Alumínio que boia

Iliya Getmanskii e seus colegas descobriram o alumínio superdenso manipulando o elemento em nível molecular por meio de simulações computadorizadas. Eles começaram com a rede cristalina do diamante e foram substituindo cada átomo de carbono por um tetraedro de alumínio até obter uma estrutura estável.

Os cálculos confirmam que essa estrutura do alumínio é uma forma inédita, metaestável e muito leve de alumínio cristalino. E, para surpresa de todos, o alumínio com essa estrutura atômica terá uma densidade de apenas 0,61 grama por centímetro cúbico, em contraste com a densidade do alumínio comum, que é de 2,7 gramas por centímetro cúbico.

"Isso significa que a nova forma cristalizada flutuará na água, que tem uma densidade de um grama por centímetro cúbico," explicou o professor Alexander Boldyrev, atualmente na Universidade do Estado de Utah, nos EUA.

Inventando novos materiais

Se o alumínio comum já faz sucesso na indústria pela sua leveza e maleabilidade, um alumínio superleve deverá abrir um novo campo de aplicações para esse metal.

"Aplicações espaciais, medicina, transmissão de energia e peças automotivas mais leves e mais eficientes em termos de combustível são algumas aplicações que vêm à mente," disse Boldyrev. "Claro, é muito cedo para especular sobre como esse material poderá ser usado. Existem muitas incógnitas. Por exemplo, não sabemos nada sobre sua resistência."

Por outro lado, essa descoberta inovadora representa uma nova maneira de desenvolver novos materiais com propriedades inusitadas.

"Um aspecto surpreendente desta pesquisa é a abordagem: usar uma estrutura conhecida para projetar um novo material. Esta abordagem abre o caminho para futuras descobertas," disse Boldyrev.

Bibliografia:

Supertetrahedral Aluminum - A New Allotropic Ultra-Light Crystalline Form of Aluminum
Iliya Getmanskii, Vitaliy Koval, Ruslan Minyaev, Alexander I. Boldyrev, Vladimir Il Minkin
Journal of Physical Chemistry C
DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b07565




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