Kvazikrystaly – Nobelova cena za chemii za rok 2011

Tajemství odhaleno
Pro většinu z nás je typickým znakem krystalu jeho tvar. Krystaly jsou omezené krystalovými plochami. Různé látky krystalizují v různých, ale pro jednotlivé látky typických tvarech. Například sůl krystalizuje téměř vždy v krychlích, ledové krystaly známe zase v podobě šesticípých vloček. Pro pochopení struktury krystalů byl klíčový objev rentgenového záření na sklonku 19. století. Dan Shechtman se ve svém výzkumu zabýval slitinami kovů vzniklých náhlým ochlazením jejich taveniny. Protože rozměry takto vzniklých krystalů byly příliš malé pro výzkum rentgenovým zářením, zkoumal je pomocí difrakce elektronů v elektronovém mikroskopu. V roce 1982 ke svému překvapení nalezl ve slitině hliníku s manganem opakovaně krystaly, jejichž difrakční obraz obsahoval desetičetné osy a ukazoval na ikosaedrickou souměrnost krystalu.

Anomálie na obzoru
K překvapení všech se ukázalo, že Danem Shechtmanem objevené materiály, které byly nazvány kvazikrystaly, nejen existují, ale že jich existuje mnoho typů a lze je nalézt v mnoha slitinách, a to jak binárních, jako jsou namátkou Mn–Si, Al–Mg, ­Cd–Yb nebo Cr–Ni, tak ternárních, například ­Al–Co–Ni, Al–Mn–Pd nebo Pd–U–Si. Některé kvazikrystaly jsou metastabilní, ale jiné jsou za určitých podmínek termodynamicky stabilní a lze z nich vypěstovat i několik centimetrů velké, perfektně vyvinuté krystaly.

Článek publikujeme se souhlasem časopisu Vesmír 4/2012.