Salut,

Je me demandais s'il existait un matériau dont la phase solide est moins dense que l'air, disons à 300K et 1atm. Et si ce n'est pas le cas, quelque principe théorique empêche-t-il son existence ?

Aux dernières nouvelles, c'est un matériau qui s’appele "aerogel de graphène" qui était considéré comme le matériau le plus léger du monde (6x plus léger que l'air).

Donc il s'envole comme un ballon d'hélium ?

Donc il s'envole comme un ballon d'hélium ?

L’aérogel est extrêmement poreux (c'est justement cette particularité qui le rend intéressant) et il est donc rempli d'air à l'air libre.

Densité de l'air : 1,225 mg/cm³
Densité de l'aérographite : 0,180 mg/cm³

L’aérogel est extrêmement poreux (c'est justement cette particularité qui le rend intéressant) et il est donc rempli d'air à l'air libre.

L'aérographite étant composé de 99,99% d'air du fait de sa porosité n'interdit pas au 0,01% de masse volumique restante de subir la poussée d'Archimède.

En suivant la même logique, cela voudrait dire qu'en remplissant les pores vacants de la structure par son composant (des nanotubes de carbone), on devrait obtenir un matériau encore plus léger ?

Ce n'est pas logique. Il y a quelque chose qui ne colle pas avec ces chiffres. Le matériau de base est forcément plus dense que l'air, autrement par ailleurs personne ne se ferait chier à construire les structures les plus optimales possibles.

La densité de l'aérogel, c'est sa densité dans le vide ?

Je pense que la masse volumique est calculée dans le vide, c'est la seule façon de faire coller les morceaux. Mais c'est vraiment tordu.

La structure en carbone est forcément plus lourde que l'air. La seule façon d'avoir une structure ultra légère c'est d'avoir une immense proportion de vide, parce que là, pour le coup c'est très léger.

Mais comme l'aérogel n'est pas hermétique, dans la pratique l'air s'engouffre dedans et vient l'alourdir.
Il n'exerce donc aucune poussée car même la structure est plus lourde que l'air. Ca voudrait dire qu'un dirigeable rempli de cet aérogel ne décollerais pas. Par contre, si l'on faisait le vide en l'entourant d'un tissu hermétique et en pompant, ça devrait marcher, mais est-ce la structure se conserverait ?

Je pense que la masse volumique est calculée dans le vide, c'est la seule façon de faire coller les morceaux. Mais c'est vraiment tordu.

Je ne vois que ça en effet. Le terme "aérographite", ou "aérogel", laisse supposer que la densité est mesurée dans le volume nanotubes de carbone + air. Je crois qu'ils ont cherché à nous vendre du vent, là...

Ce n'est pas logique. Il y a quelque chose qui ne colle pas avec ces chiffres. Le matériau de base est forcément plus dense que l'air, autrement par ailleurs personne ne se ferait chier à construire les structures les plus optimales possibles.

Si c'est logique en fait mais j'aurais du préciser, quand on dit que le matériau est moins dense que l'air on ne parle que de sa structure (dans le vide), mais une fois dans notre "monde" comme c'est une structure "perméable" il faut ajouter à sa masse celle de l'air qu'il contient (soit plus de 99% de sa masse initiale).

Mais comme l'a dit Echec-Critique, il "suffirait" d'entourer cette structure d'une fine couche imperméable (plus légère que l'air) et de faire le vide pour qu'elle s'envole.

Ok, mais donc à ce jour, en pratique, on ne connaît pas de solide qui s'envole comme un ballon d'hélium du fait de la poussée d'archimède dûe à son écart de densité avec l'air (niveau de la mer) ?

Edit : y a-t-il un élément (je parle donc d'élément atomique ou de molécules, mais pas de "matériau" dans le sens des structures faites de nanotubes de carbone) qui possède:
1) une phase solide aux conditions normales du niveau de la mer
2) que cette phase solide est moins dense que l'air dans ces mêmes conditions

Non.

Même un cube de Lithium (élément solide le plus léger) ne flotterait pas dans un volume de gaz Radon (élément gazeux le plus lourd).

Ok, marrant

Masse volumique du Lithium : 534 kg/m³
Masse volumique du radon : 9,73 Kg/m³

Le Radon a beau être plus de 30 fois plus lourd, la densité du Lithium l'emporte.

Lithium win !