根据传统晶体学认知,晶体内部的原子排列具有3次、4次和6次对称性。以4次对称为例,即每个原子被4个原子包围,若在中心画一条直线,每转90度就会重复一次。这些原子排列再按一定规律重复就构成晶体。但5次、7次及以上的对称因无法做到重复,因此,科学界一直认为,自然界中不可能存在这种晶体。

1982年4月8日,美国霍普金斯大学的达尼埃尔·谢赫特曼在进行“衍射光栅”实验时,结果发现无数个同心圆各被10个光点包围,恰恰就是一个10次对称。谢赫特曼当时认为“这是不可能的”,还在笔记本上写道:“10次?”

 

谢赫特曼当时的笔记

 

消息传出,立即引发极大争议。因为按照传统的理论,具有此种排列的固体物质不可能存在。但达尼埃尔·谢赫特曼据理力争,一直闹到学术界权威那里。最后的鉴定意见是,由于谢赫特曼违背起码的科学常识,他所发现的晶体被人形容为准晶体,而他自己被人称作了“准科学家”,成为学术界的一大笑话。

谢赫特曼被赶出了自己所在的研究团队,因为同事们觉得他的研究让他们蒙羞,但他深信自己是对的,并且坚持研究。1987年,法、日科学家成功地在实验室中制造出了大到足以被X射线观察到的准晶体结构,证实了谢赫特曼的发现。2009年,科学家们在俄罗斯东部哈泰尔卡湖获取的矿物样本中发现了天然准晶体。

谢赫特曼的研究改变了晶体的定义。现在,准晶体已在很多应用领域“大展拳脚”,可用来制造不粘锅、发光二极管、热电转化设备等。

2011年,谢赫特曼凭借准晶体的发现获得了诺贝尔化学奖。

 

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史上今日:1982年4月8日 准晶体被发现

图文简介

准晶体的发现改变了晶体的定义。其发现者谢赫特曼凭借准晶体的发现获得了诺贝尔化学奖。