• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Katrusiak: dzięki Shechtmanowi zmieniono definicję kryształu

    05.10.2011. 23:04
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Przez kilka lat nie chciano uwierzyć w odkrycie dzisiejszego noblisty z chemii. W wyniku jego badań trzeba było na nowo stworzyć definicję kryształu - powiedział PAP prof. Andrzej Katrusiak z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. 


    Laureatem tegorocznej Nagrody Nobla z chemii został 70-letni izraelski naukowiec Daniel Shechtman, którego uhonorowano za odkrycie kwazikryształów.

    Jak powiedział prof. Andrzej Katrusiak, kierownik Zakładu Chemii Materiałów na Wydziale Chemii UAM, Daniel Shetchman w 1982 r. odkrył nowy typ kryształów - kryształy o 5-krotnej symetrii. "Przez dwa lata nikt nie chciał uwierzyć w to odkrycie, ono przewróciło sposób myślenia o kryształach. Rozpoczął nowy dział nauki w ramach krystalografii, w ramach nauki o materiałach" - podkreślił naukowiec z UAM i dodał, że było to wielkie odkrycie, które otworzyło nowe drogi do materiałów o nowych właściwościach.

    Andrzej Katrusiak wyjaśnił, że kwazikryształy są izolatorami termicznymi, ale przy tym zachowują właściwości podobne do metali - są twarde, odporne na ścieranie i mają bardzo niską przyczepność. Współczynnik tarcia materiałów kwazikrystalicznych podobny jest do teflonu. "Są już wykonywane naczynia wysokiej jakości, które są pokrywane materiałami kwazikrystalicznymi. Również ostrza golarek dobrej jakości są powlekane tymi materiałami, żeby zapewnić duży poślizg" - wymienił przykładowe zastosowania naukowiec. Jego zdaniem kwazikryształy będą znajdować kolejne zastosowania.

    Ekspert z UAM zaznaczył, że początkowo uzyskiwanie kwazikryształów było trudne - stopy metali rozgrzane do setek tysięcy stopni wystrzeliwano na chłodne płyty, gdzie metale te schładzały się w ułamku sekundy. Teraz, jak powiedział ekspert, proces wytwarzania tych materiałów jest prostszy.

    Do początku lat 90. twierdzono, że kryształami są tylko te substancje, w których istnieje pewien prosty rodzaj symetrii - symetria translacyjna, nie występująca w kwazikryształach. "Po odkryciu Shechtmana zmieniono definicję kryształów. Stwierdzono, że kryształami są te substancje, które dają dyskretny rozkład w obrazie dyfrakcyjnym" - powiedział prof. Katrusiak.

    Rozmówca PAP podkreślił, że odkrycia dokonano 27 lat temu i izraelski uczony nominowany był do Nagrody Nobla od co najmniej 20 lat. "Nie otrzymywał jej wcześniej, bo (...) część naukowców przez wiele lat nie wierzyła w jego odkrycie" - powiedział prof. Katrusiak. 

    PAP - Nauka w Polsce

    lt/ tot/ jra/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Daniel (Dan) Szechtman (hebr.: דן שכטמן) (ur. 1941 w Tel Awiwie) – izraelski naukowiec, laureat nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2011 roku za odkrycie kwazikryształów. Elementy symetrii kryształów – prawidłowe powtarzanie się w przestrzeni jednakowych pod względem geometrycznym i fizycznym części kryształów: np. ścian, krawędzi, naroży określane jest mianem symetrii kryształów. Kryształy bliźniacze, prawidłowe - posiadają symetrię względem pewnych płaszczyzn lub osi, są to zrosty 2 lub więcej kryształów wytworzonych z tego samego materiału chemicznego. Najbardziej charakterystyczne z nich tworzy m. in. gips, kasyteryt, ortoklaz, rutyl i staurolit. W kryształach zbliźniaczonych dość często występują kąty wklęsłe (wewnętrzne większe niż 180°). Przykłady gdzie się je obserwuje: fluoryt, gips i kasyteryt. Powstanie kryształów bliźniaczych może powodować niekiedy pseudosymetrię, a może dziać się tak wtedy gdy postacie o niższej symetrii mogą się zrastać w taki sposób,że tworzą kryształy o pozornie wyższej symetrii. Przykładowo : rombowy aragonit zwykle tworzy słupy o pozornej symetrii heksagonalnej. Zbliźniaczone kryształy rzadko mają gładkie i równe ściany. Częściej są one pokryte różnymi nierównościami i prążkami (tzw. prążkowanie bliźniacze). Prążkowanie pewnych minerałów np. kwarc, piryt czy turmalin jest tak typowe że może służyć jako ważna wskazówka identyfikacyjna. Epitaksja z kolei to prawidłowe zrosty kryształów różnego rodzaju.

    Kryształy naśladowcze – są to kryształy, których wysoka symetria geometryczna jest wynikiem wielokrotnego zbliźniaczenia osobników należących do jednej z klas o mniejszej ilości elementów symetrii. Takie kryształy tworzy np. leucyt. Krystalografia (od greckich słów κρύσταλλος krystallos – „lód”, które później zaczęło oznaczać także kryształ górski i inne kryształy, oraz γράφω grapho – „piszę”) – dział nauki zajmujący się opisem, klasyfikacją i badaniem kryształów, krystalitów oraz substancji o strukturze częściowo uporządkowanej. Jej zakres pokrywa się częściowo z mineralogią, fizyką ciała stałego, chemią i materiałoznawstwem.

    Kryształ czasoprzestrzenny (ang. space-time crystal) lub kryształ czterowymiarowy (ang. four dimensional crystal) – teoretyczna struktura powtarzalna w czasie i przestrzeni. Rozszerza pojęcie kryształu na czwarty wymiar, (tutaj czas jest uznawany za 4 wymiar). Ideę zaproponował noblista Frank Wilczek w roku 2012. Rozmyślał nad pierścieniem stworzonym z cząsteczek który rotuje, tworzących w ten sposób czasowy kryształ (periodycznie w czasie, co obrót, kryształ jest w tym samym stanie w przestrzeni). Jako, że kryształ musi kręcić się bez końca, to system nie może wypromieniowywać swojej rotacyjnej energii, w innym wypadku kryształ straciłby szybko energię i przestał się kręcić (więc wtedy by nie był kryształem czterowymiarowym). Pokrój kryształu – wygląd zewnętrzny kryształu uwzględniający wzajemne proporcje, wielkości i wykształcenia określonych jego ścian powstających w czasie jego wzrostu.

    Kwazikryształy – szczególna forma ciała stałego, w której atomy układają się w pozornie regularną, jednak nie w powtarzającą się strukturę, co uniemożliwia wyróżnienie ich komórek elementarnych. Kwazikryształy odkrył Dan Szechtman w 1984 roku, gdy w szybko schłodzonym stopie glinu z manganem zaobserwował niekrystalograficzną 5-krotną oś symetrii. Kryształy metali – struktury występujące w metalach i ich stopach. Zbudowane są z kationów metalu tworzących sieć krystaliczną, oraz pochodzących z powłok walencyjnych elektronów, które poruszają się chaotycznie w całej przestrzeni kryształu i tworzą tzw. gaz elektronowy, umożliwiający łatwy przepływ prądu elektrycznego.

    Metoda Verneuila – jedna z technika otrzymywania monokryształów polegająca na topieniu silnie rozdrobnionego materiału i jego krystalizacji ze stopu. W metodzie tej pierwotnie polikrystaliczny, drobno rozmielony materiał dozowany jest cienką strużką na płomień palnika, najczęściej tlenowodorowego, gdzie ulega stopieniu, a następnie otrzymana ciecz opada na monokrystaliczny podkład, którym jest najczęściej naturalny kryształ minerału - np. rubinu.

    Ksenomorfizm – występowanie minerałów w postaci kryształów o symetrii nie odpowiadającej ich budowie wewnętrznej.
    Minerał ma obcy kształt a jego postać jest uwarunkowana kształtami osobników sąsiadujących = minerał allotriomorficzny, anhedralny.


    Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach. Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach.

    Materiał rodny jest terminem używanym w odniesieniu do nuklidów które generalnie nie podlegają wymuszonemu rozszczepieniu (nie są rozszczepialne przez neutrony termiczne) ale z których materiał rozszczepialny jest generowany przez absorpcję neutronów i kolejne po niej przemiany jądrowe. Materiały rodne które występują naturalnie i mogą zostać przekształcone w materiał rozszczepialny przez promieniowanie neutronowe w reaktorze jądrowym obejmują: Kryształ plastyczny to taki kryształ, w którym cząsteczki mają zablokowaną swobodę przemieszczania się, ale w obrębie swoich miejsc w sieci mają swobodę rotacji.

    Defekty struktury krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci przestrzennej. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. Wynikają one z natury procesu krystalizacji.

    Dodano: 05.10.2011. 23:04  


    Najnowsze