Kvázikristályok felfedezéséért kémiai Nobel-díj

A 70 esztendős Daniel Shechtman 1982-ben látta meg azokat a fura kristályokat egy mikroszkópban, amelyek a tudomány akkori állása szerint nem is létezhettek. Az izraeli kutató kitartott felfedezése mellett, pedig a legnagyobb kémikusok is lehetetlennek tartották. Állhatatossága 2011-ben Nobel-díjat ért.

A 2011-es kémiai Nobel-díjat Daniel Shechtman (Technion Műszaki Egyetem, Haifa, Izrael) kutató kapta, a kvázikristályok felfedezésééért.
A természetben előforduló kristályok, például az ásványok kristályai szabályos, periodikusan ismétlődő elemekből épülnek fel. Nem rendelkeznek kristályos szerkezettel az amorf anyagok, ilyen például az üveg. A belső szerkezet hiánya okozza például azt, hogy az üveg folyik, még ha ez olyan lassú is, hogy nem érzékeljük (római üvegekben azonban láthatók folyásnyomok).

Az idei kémiai Nobel-díjjal jutalmazott kutató, Daniel Shechtman 1982-ben olyasmit látott az elektronmikroszkópban - miközben az USA szabványügyi hivatalában fémötvözetek előállításán dolgozott -, ami a tudomány akkor állása szerint nem is létezhetett. Az általa felfedezett anyag a kristályok és az amorf anyagok között helyezkedett el.

"Shechtman jó kutatóhoz illően eleresztette a fantáziáját, és olyan ötvözeteket is tanulmányozott, amelyekről nyilvánvaló volt, hogy semmi gyakorlati hasznuk nem lehet" - mondja Hargittai István fizikus-kémikus akadémikus. "Az elektronmikroszkópban aztán olyan szimmetriákat pillantott meg, amelyek teljes ellentétben álltak az akkori kristálytani ismeretekkel."

Shechtman csak két évvel a felfedezése után tudta publikálni első rövid cikkét ezekről a szabályosan felépülő, de nem periodikus kristályokról, amelyet mások kvázikristályoknak neveztek el. "Ha Shechtman valamiért megérdemli a Nobel-díjat, akkor ez az állhatatosság, amellyel kitartott felfedezése mellett, miközben mindenki, köztük a legnagyobb kémikusok is lehetetlennek tartották" - mondja Hargittai.

Azóta számos kvázikristályt fedeztek fel, és bár nevüket megtartották, hivatalosan átsorolták őket a kristályos anyagok közé. Tulajdonságaik számos gyakorlati alkalmazással kecsegtetnek, egyelőre főleg a hő- és kopásálló bevonatok terén vannak eredmények.

"Személy szerint is örülök Shechtman elismerésének, jó barátom, többször járt Budapesten. Felfedezése óriási jelentőségű az anyagtudományban, a szilárdtestfizikában, sőt a design és a művészetek területén is van hatása. Olyan dolgot figyelt meg, ami már ott volt a természetben, csak el kellett hitetnie másokkal is, hogy ez a dolog valóban létezik" - mondja Hargittai.

Bal oldali kép: ezüst-aluminium kvázikristály atomszerkezete, jobb oldali kép: holmium-magnézium-cink kvázikristály

Kvázikristály belső szerkezete