
通過在托盤中搖動數千個金屬珠,研究人員創建了有史以來最大的準晶體 - 科學家以前認為不可能的結構。
首先以早期伊斯蘭藝術的不規則,不重複的瓷磚模式表示,準晶體是晶體,其原子適合有序排列,但又是晶體有趣的是,永不重複。它們是晶體,但它們固執地打破了曾經用來將傳統晶體與更混亂的結構化固體分開的對稱規則。
首先是1981年的理論化並於1982年發現,曾經備受爭議的結構使科學家從實驗室啟動了他們的發現,以捍衛他的發現 - 然後才贏得他2011年諾貝爾化學獎。
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現在,科學家從同樣有爭議的情況下創建了有史以來最大的準晶體 - 由於首席研究員與同事之間的賭注是關於實驗是否有效的。研究人員於7月4日在預印服務器上發布了他們的發現arxiv;該論文尚未經過同行評審。
自發現以來,已經在實驗室中製作了數百個準晶體,甚至在自然界中發現了一些準晶體。然而,它們都是相當小的,由微米和納米尺度之間的顆粒製成,或者在頭髮寬度的0.001%至1%之間。科學家想看看他們是否可以製造數千倍大的準晶體。
為了研究準晶體內部的顆粒可行的多大,研究人員進行了計算機模擬,以找到形成大型準晶體的最佳類型的顆粒。他們的結果表明應使用兩個顆粒:一個直徑為2.4毫米(0.09英寸),一個直徑為1.2 mm(0.047英寸)。
在將兩種尺寸的大約4,000個鋼球放入一個淺容器中後,研究人員將球體設置為搖晃和搖擺的速度,每秒120次,一周,並拍攝了這一過程。在審查了實驗後,研究人員在論文中寫道:“似乎出現了一幅有趣的照片。”
這些球體已將自己排列成一個由三個基本部分組成的準晶體的瓷磚,不重複的結構:在正方形中的大球,中間有一個或四個較小的球體,並且在其中心形成較小球體的三角形。
準晶體的大多數實際應用仍然很長,但是它們的獨特特性可以使它們免受熱量,增強鋼和增強物體的影響修復骨折的骨頭。對這種新晶體及其與其他準晶體的相似性的進一步研究可能會使這些可能性更接近現實。