Cvasicristalele câştigă Premiul Nobel în chimie

0

La un moment dat sursă a ridicolului, o structură curioasă cunoscută sub numele de „cvasicristale”, care şi-a găsit „părintele” în persoana lui Daniel Schechman de la Institutul de Tehnologie Technion Israel din Haifa, a primit anul acesta Premiul Nobel în chimie, prezintă NewScientist.

Materialele cu o astfel de structură sunt relativ noi în ştiinţă, şi încă reprezintă o curiozitate matematică. Dar, s-au găsit deja utilizări ale acestei structuri în armurile de oţel, tigăi în care nu se lipeşte mâncarea şi dispozitive din interiorul maşinilor pentru reconversia căldurii pierdute în electricitate.

În 1982, declaraţia lui Schechtman că a descoperit o asemenea substanţă a provocat atât de multe controverse încât şeful său l-a rugat să părăsească instituţia şi laboratorul unde a realizat descoperirea, Institutul Naţional American de Standarde şi Tehnologie  din Gaithersburg, Maryland.
„Păcatul” lui Schechtman a fost acela de a identifica un cristal care a încălcat regula de aur a simetriei chimice.

Aliajului său de aluminiu şi mangan îi lipsea un tipar de bază infinit repetitiv, cum ar fi patru atomi aranjaţi ca un cub. În cazul său, atomii au fost aranjaţi într-un model care era pus în ordine, dar care nu s-a repetat niciodată exact.
Până la urmă, s-a constat faptul că atomii din aliaj erau aranjaţi ca tiparele numite plăci Penrose, purtând numele matematicianului care le-a divizat la mijlocul anilor `70, Roger Penrose.

Odată ce descoperirea lui Schechtman a fost acceptată şi rezultatele studiului publicate, alţi chimişti au început să descopere cristale cu alte simetrii care se credeau imposibile. Într-un final, în 1992, Uniunea Internaţională de Cristalografie şi-a rescris definiţia cristalelor, o ultimă susţinere a observărilor lui Schechtman, şi o mustrare pentru criticii săi, inclusiv Linus Pauling, dublu laureat al premiului Nobel.

Aceste tipare erau şi de interes matematic. Cvasicristalul este legat de secvenţa lui Fibonacci, în care fiecare număr este suma celor două care îl preced, precum 1,1,2,3 şi tot aşa. Termenii din această secvenţă au dat „raportul de aur” tauonic, şi se pare că tauonicul guvernează distanţele dintre atomii din cvasicristale.

În 2009, primul cvasicristal natural a fost descoperit în mostre din râul Khatyrka din estul Rusiei. Numite icosahedrite, acestea sunt un mineral alcătuit din aluminiu, cupru şi fier.

Cvasicristalele au aplicaţii practice. Nu au nici o şansă să fie conductoare de căldură, dar datorită faptului că acestea transformă căldura în electricitate sunt ideale ca şi materiale termoelectrice care pot recicla căldura. Cercetătorii auto le dezvoltă în vederea capturării căldurii irosite la maşini.

De asemenea sunt componente cheie a unui tip de armură de oţel. În plus, acestea sunt elaborate ca şi materiale ce nu se lipesc pentru tigăi, precum şi părţi componente în diodele emiţătoare de lumină.

Academia a subliniat importanţa originalităţii lui Schechtman. „Chiar şi cei mai mari oameni de ştiinţă nu sunt imuni la a rămâne blocaţi în convenţie”, au explicat reprezentanţii instituţiei.
„A avea o minte deschisă şi a avea curaj să pui la îndoială ceea ce se cunoaşte pot fi de fapt cele mai importante trăsături ale caracterului unui om de ştiinţă”.

Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.