Tutkijat kehittivät käsittämättömän kevyen alumiinin
Timantin rakenne oli lähtökohtana, kun yhdysvaltalaistutkijat kehittivät uudenlaisen alumiinin, joka on niin kevyttä, että se kelluu vedessä.
Alumiini on kevyt metalli, jota käytetään esimerkiksi alumiinifolioon. Uudessa alumiinissa matkitaan timantin molekyylirakennetta, ja se painaa vain neljäsosan tavallisen alumiinin painosta.
Alumiini on suosittu materiaali. Sen sulattamiseen tarvitaan vain vähän energiaa, se ei ruostu, ja se on myös seoksena kestävää. Ja ennen kaikkea alumiini on kevyttä.
Entä jos siitä tulisi entistä kevyempää? Niin kevyttä, että se kelluisi vedessä!
Kelluva alumiini oli Utahin valtionyliopiston tutkijoiden tavoite.Ja sen he myös saivat aikaan: tutkijat suunnittelivat alumiiniin kiderakenteen, jonka ansiosta uusi alumiini painaa vain neljäsosan tavallisen alumiinin painosta.
Timantin rakenne tutkijoiden mallina
Yhdysvaltalaistutkijat lähtivät liikkeelle timantin rakenteesta. Molekyylitasolla he vaihtoivat timantin hiiliatomit alumiiniatomeista tehtyihin mikroskooppisen pieniin tetraedreihin.
Uusi alumiini perustuu rakenteeseen, jossa alumiiniatomit ovat järjestyneet pieniksi monitahokkaiksi. Materiaali on kehitetty timantin rakenteen perusteella ja se painaa vain neljäsosan tavallisen alumiinin painosta.
Rakennetta kutsutaan supertetraedriksi. Aineen tiheys (paino kuutiosenttimetriä kohden) on vain 0,61 grammaa.
Uusi superalumiini on niin kevyttä, että se kelluu vedessä. Normaalin alumiinin tiheys on 2,7 grammaa kuutiosenttimetriä kohden.
Kevyt alumiini voi mullistaa avaruuslennot
Uutta superalumiinia voidaan hyödyntää monilla eri aloilla, mutta erityisen kiinnostava se on avaruustekniikassa, jossa aiemmin on käytetty alumiinia.
Pienilläkin muutoksilla materiaalin painossa on rakettien laukaisuissa suuri merkitys esimerkiksi polttoaineen kulutukseen.
Tutkijat eivät vielä kuitenkaan tiedä, miten kestävää uusi alumiini on, sillä sitä on tähän mennessä valmistettu vasta tietokoneella. Sitä ei ole siis vielä fyysisesti olemassa. Ensimmäinen askel on kuitenkin jo otettu. Tutkijat ovat myös onnistuneet luomaan muita supertetraedrimateriaaleja.