قد تفكر في المعادن الثقيلة أو كثيف. هذا صحيح بالنسبة لمعظم المعادن ، ولكن هناك بعضًا أخف من الماء ، وبعضها أخف تقريبًا مثل الهواء. هنا نظرة على أخف معدن في العالم.
أخف المعادن الأولية
الأخف أو الأخف وزنا من العناصر النقية هو الليثيوم، التي لها كثافة 0.534 جم / سم3. وهذا يجعل الليثيوم نصف كثافة الماء تقريبًا ، لذلك إذا لم يكن الليثيوم متفاعلًا جدًا ، فسيطفو جزء من المعدن على الماء.
عنصران معدنيان آخران أقل كثافة من الماء. البوتاسيوم كثافة 0.862 جم / سم3 في حين صوديوم له كثافة 0.971 جم / سم3. جميع المعادن الأخرى في الجدول الدوري أكثر كثافة من الماء.
في حين أن الليثيوم والبوتاسيوم والصوديوم كلها خفيفة بما يكفي لتطفو على الماء ، فهي أيضًا شديدة التفاعل. عند وضعها في الماء ، فإنها تحترق أو تنفجر.
الهيدروجين هو العنصر الأخف لأنه يتكون ببساطة من بروتون واحد وأحيانًا نيوترون (ديوتريوم). تحت ظروف معينة ، يشكل معدنًا صلبًا ، بكثافة 0.0763 جم / سم3. وهذا يجعل الهيدروجين أقل المعادن كثافة ، لكنه لا يعتبر بشكل عام منافسًا لـ "الأخف" لأنه غير موجود كمعدن بشكل طبيعي على الأرض.
أخف سبائك معدنية
على الرغم من أن المعادن الأولية قد تكون أخف من الماء ، إلا أنها أثقل من بعض السبائك. أخف معدن هو شبكة من أنابيب الفوسفور النيكل (Microlattice) تم تطويرها من قبل الباحثين في جامعة كاليفورنيا ايرفين. هذه الشبكة المعدنية الصغيرة أخف بنسبة 100 مرة من قطعة من رغوة البوليسترين (على سبيل المثال ، الستايروفوم). تظهر إحدى الصور الشهيرة الشبكة التي ترتكز على الهندباء التي بذرت.
على الرغم من أن السبيكة تتكون من معادن تمتلك كثافة عادية (النيكل والفوسفور) ، فإن المادة خفيفة للغاية. وذلك لأن السبيكة مرتبة في هيكل خلوي يتكون من 99.9٪ مساحة مفتوحة. المصفوفة مصنوعة من أنابيب معدنية مجوفة ، يبلغ سمك كل منها حوالي 100 نانومتر أو حوالي أرق ألف مرة من شعر الإنسان. ترتيب الأنابيب يعطي السبيكة مظهرًا مشابهًا لنابض صندوق المرتبة. على الرغم من أن الهيكل غالبًا ما يكون مفتوحًا ، إلا أنه قوي جدًا نظرًا لكيفية توزيع الوزن. صوفي سبانغ ، أحد علماء البحث الذين ساعدوا في تصميم Microlattice ، يقارن السبيكة بعظام الإنسان. العظام قوية وخفيفة لأنها مجوفة بشكل أساسي وليست صلبة.