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Este nuevo tipo de aluminio podría ser el más ligero del mundo


Deje caer un cuchillo de aluminio en el agua y rápidamente se hundirá hasta el fondo. Sin embargo, un equipo de ingenieros en ciencia de materiales acaba de crear algo que podría cambiar eso. Los investigadores han desarrollado una nueva forma de aluminio con una densidad excepcionalmente baja para que pueda flotar fácilmente.

El aluminio sigue siendo una de las sustancias más preciadas y de uso frecuente de la ciencia de los materiales. Un equipo compuesto por investigadores de EE. UU. Y Rusia reestructuró el metal doméstico a nivel molecular. El resultado fue una nueva forma cristalina ultraligera de aluminio que es más ligera que el agua.

Alexander Boldyrev trabaja como químico en la Universidad Estatal de Utah.

"El enfoque de mis colegas para este desafío fue muy innovador", dijo Boldyrev, profesor del Departamento de Química y Bioquímica de la USU. "Comenzaron con una red cristalina conocida, en este caso, un diamante, y sustituyeron cada átomo de carbono con un tetraedro de aluminio".

El aluminio cristalino, también conocido como aluminio supertetraédrico, tiene una densidad de 0,61 gramos por centímetro cúbico. El aluminio normal tiene una densidad de 2,7 gramos por centímetro cúbico. Para una mayor comparación, este aluminio cristalino se acerca a la densidad del litio de 0,5 gramos por centímetro cúbico. También lo hace menos denso que los 0,86 gramos / cm de potasio en cubos y los 0,97 gramos / cm de sodio en cubos. (Y el aluminio no tiene la reacción altamente explosiva al agua que tienen los elementos antes mencionados ...) El acero, otro de los metales más utilizados en el mundo, tiene una densidad de 7,75 gramos / cm cúbicos.

Las implicaciones de este aparentemente leve ajuste en la densidad podrían significar volúmenes para cualquier industria que utilice aluminio. El vuelo espacial podría volverse más eficiente; cargas útiles más ligeras y vehículos más ligeros significan costes reducidos y ahorro de combustible. Los costos de cableado podrían disminuir para usos comerciales de aluminio, ya que se usa menos para el mismo efecto conductor.

Sin embargo, Boldyrev dijo que todavía es demasiado pronto para especular sobre la gran cantidad de beneficios potenciales para el aluminio cristalino, ya que el equipo aún no ha producido ninguno.

"Los vuelos espaciales, la medicina, el cableado y las piezas de automoción más ligeras y que consumen menos combustible son algunas de las aplicaciones que me vienen a la mente", dijo Boldyrev. "Por supuesto, es muy pronto para especular sobre cómo podría usarse este material. Hay muchas incógnitas. Por un lado, no sabemos nada sobre su fuerza".

El aluminio se utiliza en la construcción de materiales principalmente por su maleabilidad y estructura ligera. El aluminio tiene un tercio de la densidad y la 'dureza' del acero, pero se puede agregar fácilmente a otros metales para formar aleaciones que se pueden adaptar a una necesidad. Por ejemplo, el aluminio se puede combinar con manganeso para aumentar la resistencia del material. Sin embargo, el equipo aún tiene que ver que la estructura de aluminio de nuevo diseño se convierta en una realidad tangible, al menos no todavía.

No es la primera vez que se sintetiza un material supertetraédrico. Un grupo de compuestos de cobre se sintetizó en un líquido iónico en 2012. Y para los equipos, este nuevo aluminio es especialmente prometedor para el futuro de la ingeniería dentro del diseño de materiales.

"Un aspecto sorprendente de esta investigación es el enfoque: utilizar una estructura conocida para diseñar un nuevo material. Este enfoque allana el camino para futuros descubrimientos", dijo Boldyrev.


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