Нобеля по химии получил израильтянин шехтман за открытие квазикристаллов

Даниэлю Шехтману 70 лет, он появился в первой половине 40-ых годов двадцатого века в Тель-Авиве. на данный момент он доктор наук наук о материалах в Израильском университете разработок в Хайфе, и доктор наук Университета штата Айова.

Нобеля по химии получил израильтянин шехтман за открытие квазикристаллов

Дифракционная картина квазикристалла // Wikipedia

Изучение квазикристаллов — действительно междисциплинарная наука будущего, соединяющая в себе химию, физику, математику и науки о материалах. на данный момент трудятся в данной области большое количество людей, но заложил ее базу один человек — сегодняшний лауреат. В первой половине 80-ых годов XX века он взял дифракционную картину марганца и сплава алюминия, что был скоро охлажден по окончании расплавления. Если судить по ней, материал всецело упорядочен. Об этом говорит наличие четких броских точек — отражений либо рефлексов. В случае если материал был не кристаллическим, а аморфным (как стекло), то вместо четких точек мы бы видели размытый «бублик» — гало. Но на картине мы видим бессчётные пятиугольники. Так как дифракционная картина повторяет симметрию кристалла, в нем обязана находиться ось симметрии 10-го порядка.

Это всецело противоречило всем тогдашним представлениям кристаллографии — науке о кристаллах.

Статья Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, посвященная этому открытию, была размещена в издании Phys. Rev. Lett. в том же 1984 году.

Нобеля по химии получил израильтянин шехтман за открытие квазикристаллов

«Мы угадывали хотя бы одного лауреата»

В понедельник в Стокгольме начинается Нобелевская семь дней. В перечнях потенциальных лауреатов агентства Thomson Рейтерс присутствуют 18 ученых из америки и…

«Открытие доктора наук семь дней открыло ученым новые горизонты в области строения вещества и произвело революцию в изучении строения кристаллов, отечественных взорах на вероятное размещение молекул и атомов в них. Возможно заявить, что это стало новой парадигмой в химии. Традиционно ученые были уверены, что атомы в кристаллах находятся в периодическом порядке, но это не всегда так. Доктор наук Шехтман посредством микроскопических изучений продемонстрировал, что трансляционная симметрия не всегда соблюдается. Его работы подвергались громадной критике, но благодаря высокому качеству опытов и взятых данных все вопросы были исчерпаны.

Так, классические представления о кристаллах были поменяны.

на данный момент десятки групп в мире изучают неповторимые особенности квазикристаллов, увлекательные как для фундаментальной, так и для прикладной науки», — заключил представитель Нобелевского комитета по окончании объявления фамилии победителя.

Что же необыкновенного в данной симметрии? Дабы разобраться в том, какие конкретно оси симметрии являются кристаллографическими, а какие конкретно — нет, достаточно забрать в руки детскую мозаику либо отыскать в памяти тротуарную плитку. Легко удается замостить плоскость (другими словами покрыть ее — без наложений и щелей) однообразными треугольниками, шестиугольниками и квадратами — вот и все.

Мостить улицу пятиугольниками, восьмиугольниками и семиугольниками не окажется — они будут «налезать» друг на друга.

То же самое и с кристаллами: кристалл, по определению, упорядоченная структура, которая состоит (в теории) из вечно повторяющегося фрагмента (лишь тут идет обращение не о плоскости, а о трехмерном пространстве). Таковы хорошие представления об элементах симметрии.

До работы Даниэля Шехтмана считалось, что упорядоченные кристаллические структуры в обязательном порядке периодичны, исходя из этого и накладывались ограничения на допустимые оси симметрии.

Квазикристаллы, открытые Шехтманом, упорядочены, но не периодичны, другими словами у них отсутствует трансляционная симметрия, их структуру нельзя получить нескончаемым добавлением друг к другу однообразных кубиков.

Теория квазикристаллов, как ни необычно, была создана задолго до их открытия.

Нобеля по химии получил израильтянин шехтман за открытие квазикристаллов

Мозаика Пенроуза//Wikipedia

«Квазикристаллические» орнаменты известны в средневековых мечетях Ирана. Европейские математики придумали такое мощение на полтысячелетия позднее — во второй половине 70-ых годов двадцатого века Роджер Пенроуз внес предложение «квазикристаллическое» мощение, названное «мозаики Пенроуза».

Тут «плитки» образуют упорядоченную непериодическую структуру посредством вращения (и опять возможно подметить наличие некристаллографической оси симметрии пятого порядка — звёздочки и «пятиугольники» опять образуют пятиугольники.

Заслуга Шехтмана в том, что он перевел эти модели в мир настоящих объектов. С того времени уже отысканы и изучены много квазикристаллов — не только железных сплавов, но и некоторых полимеров.

Нобеля по химии получил израильтянин шехтман за открытие квазикристаллов

«Химия — это практически мастерство»

Нобелевскую премию 2010 года по химии взяли американские и японские ученые. Ричард Хек, Эйити Нагиси и Акира Судзуки отмечены комитетом за…

В 2009 году ученые нашли первый природный квазикристалл в минералах с Дальнего Востока России. Во фрагментах пород, собранных на Корякском нагорье, естественные квазикристаллы достигали размеров до 200 микрон. Они складываются из атомов железа, алюминия и меди и имеют сложную структуру, с несколькими (до шести штук) осями пятого порядка. Квазикристаллы были найдены в редком минерале хатыркит, что до сих пор виделся ученым только в одном месте — в триасовых вулканических породах из района Лиственитового ручья на русском Корякском нагорье, которое спускается к побережью Берингова моря между Анадырским заливом и Камчаткой.

Не обращая внимания на занимательнейшие особенности квазикристаллов, их использование на практике, скорее, задача будущих изучений. Сейчас предполагаются три главные области их применения — создание покрытий (уже зарегистрировано два патента, на рынке присутствуют сковороды с таким покрытием французской компании Sitram), добавки квазикристаллических наночастиц в сплавы, и хранение водорода.

В прошедшем сезоне лауреатами стали Ричард Хек, Эйити Нагиси и Акира Судзуки. Нобелевский комитет отметил их вклад в разработку новых каталитических реакций, каковые активно применяются в промышленном производстве, а также для изготовления фармацевтических препаратов и в электронной индустрии. Речь заходит о так называемых реакциях кросс-сочетания, катализируемого производными палладия.

«Нобель» посмертно

В первый раз нобелевский комитет присудил премию посмертно. Первыми лауреатами 2011 года за работы по иммунитету стали трое ученых, один из которых, как…

Авторитетное агентство Thomson Рейтерс прочило премию Аллену Барду (Университет Техаса, США) за развитие приложений сканирующей электрохимической микроскопии. Его соперниками были Жан Фреше (Калифорнийский университет в Беркли, США), Дональд Томалиа (Мичиганский университет, США) и Фритц Фёгтле (Университет Бонна, Германия) — создатели дендритных (сверхразветвленных) полимеров, каковые нашли широкое использование в современных областях полимерного материаловедения, техники, медицины, биологии, микроэлектроники и т. п. Звонка от Нобелевского комитета в среду имел возможность ожидать и Мартин Карплус (Гарвардский университет, США) за пионерские работы по моделированию молекулярной динамики биомолекул.

Не обращая внимания на то, что химия традиционно считается «русской» наукой, — отыщем в памяти хотя бы основоположников современной неорганической и органической химии Александра Ивановича Михайловича и Дмитрия Менделеева Бутлерова — Нобелевскую премию в данной области отечественные ученые взяли всего один раз. Во второй половине 50-ых годов двадцатого века Николай Николаевич Семёнов (1896–1986) был награжден «За изучения механизма химических реакций». Премия была присуждена ему совместно с англичанином Сирилом Норманом Хиншельвудом.

Отметим, что лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии 2011 года стали американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн за их открытие в области врожденного иммунитета, и появившийся в Канаде, но трудившийся в Соединенных Штатах Ральф Штайнман за открытие роли дендритных клеток в купленном иммунитете. Спустя пара часов по окончании объявления имен лауреатов поступила информация, что Штайнман умер в пятницу, 30 сентября, но Нобелевский комитет постановил, что не будет производить перерасмотрение собственный ответ.

Лауреатами Нобелевской премии в области физики 2011 года за открытие ускорения расширения Вселенной стали американцы Сол Перлмуттер из Университета Калифорнии в Беркли и Адам Райес из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, и Брайан Шмидт из Австралийского национального университета.

В четверг будут заявлены лауреаты премии по литературе, в пятницу — премии мира, в следующий понедельник — по экономике.

Дан Шехтман — израильский Нобелевский лауреат


Понравилась статья? Поделиться с друзьями: