随着科技水平的发展，我国汽车制造行业也得到了较为长足的进步，"减重节能"已经成为行业内公认的发展趋势。“减重”顾名思义就是使用更轻质的材料来制造汽车。而“全铝车身” 可减轻车身重量所以备受青睐，那么有没有更轻质的材料来帮汽车进一步“减重”呢？近日，科学家就在超轻材料领域有了重大的突破。
如果你把铝勺子放入一个充满水的水槽里，那么勺子就会沉到底部。这种现象说明，常规形式的铝比水密度更大。但是，如果在分子水平上重组常规形式的铝金属，将会有意想不到的收获。
美国犹他州立大学科学家Alexander Boldyrev和俄罗斯南联邦大学的科学家Iliya Getmanskii等研究者，基于密度泛函理论，通过化学计算模拟获得了一种超轻晶体铝，这种超轻晶体铝的密度非常小，甚至能漂浮在水上。该团队的研究得到了美国国家科学基金会和俄罗斯科学与教育部的支持。
超四面体铝晶体结构示意图（来源：The Journal of Physical Chemistry C）
美国犹他州立大学生物化学系教授Boldyrev说：“为了完成这项创新性突破，我们使用了标新立异的方法——以钻石晶体为基础，从一个已知的晶格开始，用铝四面体取代原来的每个碳原子，得到了超四面体晶体铝。这种新型的晶体铝是一种半金属，具有很高的塑性。
研究者经过进一步的化学计算后发现，该晶体铝是一种新型亚稳态的超轻晶体铝。更令人惊喜的是这种新晶体的密度只有0.61 g/cm³，与常规铝的密度2.7 g/cm³形成了鲜明的对比。Boldyrev表示“因为水的密度是1.0 g/cm³，这意味着新的超轻晶体铝完全可以漂浮在水面上。”这样的属性将开创一个全新的轻质材料领域。
Bodyrev说：“这种轻质铝也许在将来会应用于制造更轻便的汽车零部件、太空飞船、医用缝合金属线等领域。当然，现在推测这种材料如何使用有些为时过早。因为还有很多不确定因素，比如我们并没有完全了解它的硬度等其他的特性。”不过，这项研究的突破性在于，采用一种已知的结构来设计一种新材料，为设计创新材料提供了一种方法，开辟了未来材料的新道路。相信，不久的将来会有更多的新材料被科学家们开发出来取代传统材料。
论文链接：
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.7b07565
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