Что означает приставка «квази»? «Квази – это псевдо. Например, псевдонаучный,» – ответит наш искушённый Посетитель и будет абсолютно прав. Но всегда ли квази – это плохо, а тем более псевдонаучно? Нет, и сегодня поговорим о квазикристаллах – крайне интересных штуковинах.
Квазикристаллические материалы были открыты ещё в 1980-х годах химиком Даном Шехтманом, который за это в 2011 году получил Нобелевскую премию. В отличие от кристаллов, которые состоят из повторяющихся упорядоченных структур, квазикристаллы тоже упорядочены, но их структура не повторяется. Квазикристаллы характеризуются симметрией, которая невозможна в традиционных кристаллах. Так квазикристаллы могут иметь экзотические пяти-, 10- или 12-кратные симметрии, которые «запрещены» в обычных кристаллах.
Первыми обнаруженными квазикристаллическими материалами были металлические сплавы, обычно алюминия с другими металлами. В настоящее время такие материалы применяются в качестве антипригарных покрытий для сковородок и антикоррозионных покрытий для хирургического оборудования.
И вот, химики из Брауновского университета (США) создали квазикристаллическую сверхрешетку, состоящую из однокомпонентных строительных блоков – наночастиц. Наночастицы формируют десятиугольники, которые сшиваются вместе, образуя решетку.
Формирование квазикристалла похоже на укладку плитки на пол. Плитка должна укладываться так, чтобы покрыть весь пол, не оставляя зазоров. Это невозможно сделать, используя только десятиугольники и не оставляя свободного места. Нужны плитки и другой формы, чтобы заполнить пустые места. И тут наудачу оказалось, что десятиугольники имеют гибкие края.
Чтобы заполнить свободное пространство в решетке, десятиугольники гнутся в многоугольники с пятью, шестью, семью, восемью или девятью сторонами. В итоге получается такая квазикристаллическая сверхрешётка, электронную микроскопию которой видим на гифке: большие красные точки показывают центры многоугольников. Линии указывают расстояние от одного центра многоугольника до ближайшего и следующего ближайшего многоугольника. Маленькие красные точки показывают количество сторон многоугольника.
Так что помни, на основании своих наблюдений химики смогли сформулировать новое правило формирования квазикристаллов, которое они называли «правилом укладки гибкой многоугольной плитки». Возможно, это правило поможет не только химикам, но и укладчикам тротуарной плитки, для более экономной и экономичной её укладки. Хотя… экономить на укладке плитки? Похоже, я брежу.
Инфа отсюда.