Химики из Королевского колледжа Лондона обнаружили необычную форму алюминия, которая может изменить представления о поведении одного из самых распространенных металлов земной коры. Работа указывает на возможную замену редким и дорогим металлам, без которых сегодня трудно представить современную промышленность и многие технологические процессы.

Исследовательская группа под руководством боктора Клэр Бейкуэлл получила крайне реакционноспособные молекулы на основе алюминия. Новые соединения умеют разрывать одни из самых прочных химических связей. Статья в журнале Nature Communications описывает не только высокую реакционную способность, но и молекулярные структуры, которые химики раньше не наблюдали.

Главным результатом стал первый описанный в научной литературе циклотрёхалюман. Такое соединение состоит из трех атомов алюминия, связанных в треугольник. Трехатомная система сочетает необычно высокую реакционную способность со стабильностью в растворах, а такое сочетание в химии встречается нечасто. Благодаря такой устойчивости соединение участвует в разных реакциях, включая расщепление молекулярного водорода и контролируемое присоединение этилена с дальнейшим ростом углеродной цепи. Для химической промышленности этилен служит одним из базовых строительных блоков, поэтому интерес к подобным реакциям вполне понятен.

Значение открытия выходит далеко за пределы академического любопытства. Во многих промышленных процессах химики до сих пор зависят от драгоценных и редких металлов вроде платины и палладия. Добыча и очистка подобных материалов обходятся дорого и нередко наносят заметный вред окружающей среде. По словам авторов работы, алюминий привлек внимание именно благодаря доступности: по оценке исследователей, металл примерно в 20 тысяч раз дешевле платины и палладия.

Команда Бейкуэлл подчеркивает, что задача не сводилась к попытке просто повторить свойства переходных металлов. В ходе экспериментов химики вышли на новые пути реакций и получили соединения с ранее неизвестным уровнем активности. Среди таких продуктов оказались пяти- и семичленные кольца из алюминия и углерода, возникающие при реакции с этиленом. Подобная химия уже не выглядит простой заменой привычных катализаторов и начинает тянуть на самостоятельное направление исследований.

Пока работа остается на ранней стадии, но первые результаты выглядят многообещающе. Если дальнейшие исследования подтвердят практическую ценность найденных соединений, промышленность может получить более дешевый, экологичный и доступный инструмент для химического синтеза. Заодно у материаловедов и химиков появится шанс собрать новые крупные молекулярные структуры с необычными свойствами, а значит открыть дорогу к новым материалам и промышленным продуктам.

Источник: securitylab

Вот вам немного вводных для освоения данные темы:

Металлы - это условная группа химических элементов, обладающих (!) высокой электропроводностью, теплопроводностью, пластичностью, металлическим блеском и способностью к ковке — крутые свойства, не правда ли?)

Сплавы - это материалы, полученные путём объединения двух и более элементов, где основа — металл. Сплавы создаются для сочетания и усиления полезных свойств разных компонентов … хотя нет, вот это действительно круто!

Суперсплав - это сплав, сохраняющий прочность, устойчивость к ползучести, коррозии и окислению при температурах свыше 1000 °C. Такие сплавы применяются в авиации, космосе, энергетике и обороне 👀 забираюсь свои слова, ВОТ ЭТО ПРОСТО НЕЧТО!

Где суперсплавы есть в быту? Нигде! Простите…

Суперсплавы - на то и “супер”, что в повседневной жизни избыточны.

В бытовых приборах, телефонах или мебели им попросту нечего делать.

Они нужны там, где металл работает на пределе: в реактивных двигателях, ядерных реакторах, турбинах.

Среди них: Inconel 625, Inconel 718, Hastelloy, Rene 41.

Каждый из них - продукт десятилетий инженерного отбора.

На этом повествование можно было и завершить, но продолжу для самых любознательных про суперсплав из самого видео «Inconel MA758»👇🏻

Это продукт скоординированной работы науки, металлургии и инженерии.

В его составе: никель, молибден, хром, титан, алюминий, ниобий, железо.

+1300 °C прочность. Никель и молибден.

Защита от коррозии. Хром.

Стабильность структуры. Титан, алюминий, ниобий.

Экономичность производства. Железо.

Он сохраняет форму и прочность при температуре, где большинство металлов не справляются.

Стабилен под радиацией, не подвержен ползучести и не ржавеет даже в кислотной атмосфере.

Inconel MA758 имеет полное право называться адамантием из вселенной Marvel, только в реальной жизни.

P.S. в моем телеграмм-канале https://t.me/s/wannabeteacher_tg есть много других видео по физике, химии и тд