Znanstvenici pronašli NEMOGUĆE

Sasvim slučajno njemački tim znanstvenika sa Sveučilišta Martin Luther, uspio je proizvesti prvi primjerak dvodimenzionalnog poluposloženog kvazikristala, a njihov rad objavljen je u znanstvenom časopisu Nature. Taj novi kvazi kristal sadrži neke vrlo inznenađujuće strukture materije koje se mogu pronaći, bilo u prirodi ili laboratoriju. Do otkrića su došli slučajnim oponašanjem uvijeta u kojima su se pojavili prvi kvazikristali uzgojeni u laboratoriju.

Pročitajte i ovo Istraga u tijeku Skandal u zagrebačkoj gimnaziji, profesor simulirao ejakulaciju i spominjao bivšeg američkog predsjednika Za svaku pohvalu Veliki uspjeh hrvatskih učenika: Mladi umovi osvojili srebrnu i dvije brončane medalje na kemijskoj olimpijadi

>> Naučite periodički sustav elemenata u samo tri minute

Kvazikristali su čudan, poluposložen oblik materije, čiji se strukturalni uzorci nikad ne ponavljaju (za razliku od normalnih kristala), ali koji nisu niti neorganizirani u potpunosti (poput proteinske juhe, primjerice). Svi strukturalni blokovi kvazikristala su različiti, a njihova atomska struktura je nekonzistentna.

Pronađen i u meteoritu

Nemoguće je pronaći ponavljajuće strukture unutar kvazikristala, iako se može pokazati izrazito teškim identificirati točke na kojima je simetrija poremećena.

Posljednja tri desetljeća kvazikristali su bili izvor divljenja i zbunjenosti znanstvenika. Nitko zapravo nije vjerovao da se oni mogu postojati bilo gdje, osim u laboratorijskim uvjetima.

Ipak, godine 2007., fizičar Paul Steinhardt sa Sveučilišta Princeton te geolog Luca Bindi, sa Sveučilišta u Firenci proučavali su jedan neobičan kamen iz Bindijeve kolekcije. Kad su ga otvorili, unutra su pronašli, pogađate, kvazikristale.

Ispostavilo se kako je kamen zapravo meteorit, koji je kasnih 70-ih godina prošlog stoljeća donesen s planinskog lanca Korijak na istoku Rusije. Bindi i Reinhardt su uspjeli dokazati 2012. godine kako su kvazikristali unutar tog meteorita nastali u svemiru te da su rezultat prirodnog astrobiološkog procesa, a ne proizvod zemaljskih peći ili posljedica udara meteorita u površinu Zemlje, prenosi Wired.

Skrivena tajna peroksita

Vratimo se na tim znanstvenika sa Sveučilišta Martin Luther. Kemičar Wolf Widdra i njegovi kolege proučavali su mineral pervoksit i kako bi se on ponašao kad se nanese njegov sloj na platinu. Tako naneseni sloj pervoksita Widdra i kolege zagrijali su na visoku temperaturu te iznenada primijetili odsjaj neobičnog uzorka s površine dva materijala. Bio je to oštar uzorak s 12-erostrukom simetrijom, za što se smatralo da je nemoguće.

Ono što su tada dobili kao rezultat svojeg eksperimenta bio je sloj dvodimenzionalnog kvazikristala. Poznate kristalne strukture dozvoljavaju samo šesterostruku simetriju njihovih uzoraka. 'Trebalo je puno vremena prije nego što smo bili uvjereni da imamo nov oblik dvodimenzionalnog kvazikristala', rekao je Widdra.

Savršeno nesavršeno

Pervoksit obično ne stvara kvazikristalne strukture sam od sebe, već ima formu kristala, koju čine uređeni, ponavljajući strukturni blokovi dvostrukih, trostrukih, četverostrukih i šesterostrukih simetrija. Nitko nije niti pomišljao da bi pervoksit mogao poprimiti poluuređenu, aperiodičnu strukturu.

Ipak, platina i pervoksit su nekako djelovali jedno na drugo pri visokoj temperaturi i formirali sloj kvazikristala, debljine svega nekoliko nanometara. Njegovi građevni blokovi su 12-strane (dodekagonalne) strukture, koje u sebi imaju pak trokutaste, kvadratičaste i rtomboidne uzorke. 'Savršeno su uređene, ali se nikad ne ponavljaju', istaknuo je Widdra.

Na kraju je najvažnije pitanje zašto se neki materijali mogu natjerati da formiraju kvazikristalne strukture, dok ostali radije ostaju u konvencionalnom obliku? Svaki novi otkriveni primjerak kvazikristala, ujedno je i korak bliže konačnom odgovoru na to pitanje.

DNEVNIK.hr pratite putem iPhone/iPad | Android | Twitter | Facebook