Ранее группой исследователей из ЮФУ под руководством профессора А.И. Болдырева в рамках реализации проекта, поддержанного программой «мега-грантов», показано, что идея использовать алмазную решетку в качестве своеобразного шаблона для построения стабильных кристаллических форм может быть успешно использована в вычислительном дизайне принципиально новых материалов, таких как супертерраэдрический бора и сверхтетраэдрический алюминий (J. Phys. Chem. C 2017,  121, 40, 22187-22190).

При этом было показано, что смоделированный сверхтетраэдрический алюминий должен обладать уникально низкой плотностью – 0,61 грамма на кубический сантиметр (для сравнения: обычный алюминий имеет плотность 2,71 грамма на кубический сантиметр), что означает, что алюминий с новой кристаллической формой легче воды и будет плавать на ее поверхности воды. Такое свойство делает перспективным создание такого материала  – сверхлегкого и стойкого к коррозиям парамагнетика.

В новой работе коллектива А.И. Болдырева, опубликованной в журнале Journal of Physical Chemistry A (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpca.8b10248 J. Phys. Chem. A, 2019, 123 (1), pp 267–271 DOI: 10.1021/acs.jpca.8b10248) , этот теоретический подход распространяется на изучение новых геометрических и электронных структур твердых тел, построенных на основе алмазной решетки, в которой атомы углерода заменены кластерами атомов алюминия, а атомы бора, кремния и углерода служат своеобразными мостиками.

Квантово-химические расчеты высокого уровня, выполненные коллективом авторов ЮФУ подтвердили, что такие трехмерные кристаллические структуры будут достаточно стабильны, и способны проявлять свойства полуметалла, с высокой пластичностью и значительной твердостью, что сделает их перспективными для применения в широком спектре от микроэлектроники, до узлов трения.