Page 5 - No8

2011. ÉVI KÉMIAI NOBEL-DÍJ

Elismerés a kvázikristályok felfedezéséért

ugyanarra az eredményre jutott. Szerette kémiai, biológiai és anyagtudományi isme-
– és az állhatatosságért volna megosztani a váratlan, hihetetlennek reteket igényel és folyamatosan bővíti azo-
kat.
tűnő felfedezést valakivel, de nem talált egy
1982-ben senki nem várt új felfedezést,
kollégát sem a folyosón. Visszament az
elektronmikroszkóphoz és a nap folyamán senki nem keresett újat a krisztallográfiai
egy sor kísérletet végzett el. Néhány nap szimmetriák területén. A korábbi elképzelé-
alatt a teljes kísérleti munkát befejezte. Az sek szerint a kristályokban megengedett
eredmények közzététele azonban még jó forgási szimmetriák az 1, 2, 3, 4 és 6 fogású
két évet váratott magára. tengely, az ötfogású és a hatnál magasabb
Daniel Shechtman felismerése pontosan szimmetria tiltott a periodikus rendszerek-
70 évvel azután történt, hogy Max von ben. Ez azt jelentené, hogy a Daniel
Laue elvégezte az első diffrakciós kísérle- Shechtman által megfigyelt ikozaéderes Tízfogású szimmetriával bíró elektronmik-
tet, bizonyítva egyúttal a sugárzás elektro- (tízfogású) szimmetria nem létezhetne. Az roszkópos diffrakciós kép.
mágneses hullámtermészetét, és az anyag aperiodikus kristályokban azonban az
atomi rácsszerkezét. A 70 év alatt kialakult atomi elrendeződés szabályos, rendezett, esemény szálainak összefonódása tette
klasszikus krisztallográfia szerint a kristá- matematikai szabályokkal leírható, mégsem lehetővé. Az 1970-es évek közepén a mate-
lyokban előforduló szimmetria műveletek ismétli önmagát a végtelenben sem. matikus Roger Penrose-nak sikerült aperio-
(szimmetriacentrumra, vagy tükörsíkra A kvázikristályok felismerését és értel- dikus mozaikot kiraknia [4]; olyan mintá-
történő tükrözés, a forgatás és ezek kom- mezését több, egymástól függetlenül történt zatot, mely sosem ismétli önmagát, ráadá-
binációi) szabályos, rendezett,
periodikusan ismétlődő mintázatot adnak
[2]. A megengedett szimmetriaelemek
kombinációjával a síkban 17, a térben 230
féle mintázat állítható elő. A hetven év
alatt feltárt kb. 50000 kristályszerkezet
[3] mind periodikus volt. Az ezeken az
elveken nyugvó (leggyakrabban röntgen
sugárzást felhasználó)
egykristálydiffrakció módszerével megis-
merhetjük szilárd fázisban az anyagok
szerkezetét. Atomi felbontású képet
kapunk a szervetlen és szerves vegyületek,
fehérjék és vírusok kisebb építőelemekből
(ionokból, atomokból, molekulákból,
makromolekukákból) történő
,
,

Meg
tudjuk,
tudjuk

hogyan
illesz
felépüléséről. Megtudjuk, hogyan illesz-illesz-illesz--

hogyan
hogyan

Meg
kednek a kristályban a szimmetriák által
egymáshoz rendelt egységek. Mára több
mint félmillió anyag szerkezetét ismerjük
[3]. Az atomi, molekuláris, molekulák
közötti szubmikroszkópikus tulajdonságok Síkbeli periodikus mintázat. A szabályos háromszögekből, rombuszokból és hatszögek-
kapcsolatba hozhatók az anyag ből kirakott csempe eltolással ismétlődő ritmusa könnyen felismerhető. További meg-
makroszkópikus, fizikai, kémiai és biológi- található szimmetriák 1. szimmetriacentrum (fehér pont a fekete hatszögben), 2. a lap
ai tulajdonságaival. Ezen ismeretek birto- síkjára merőlegesen: kétfogású tengely (piros ovális), háromfogású tengely (barna
kában lehetővé válik adott célra megkívánt háromszög), hatfogású tengely (fekete hatszög) és tükörsík (sárga vonalak) 3. a lap
fizikai-kémiai tulajdonságú anyagok előál- síkjában: kétfogású tengely (piros ovális és vonal) és kétfogású csavartengely, mely a
lítása. A máig fejlődő és virágzó klasszikus kétfogású tengely és a szimmetriacentrum kombinációjaként áll elő (zöld ovális és
y interdiszcipliná
eg
egykristálydiffrakció egy interdiszcipliná-- vonal). Rózsaszínnel kiemelve az a legkisebb mintarész látható (aszimmetrikus egység),
ris tudományág, ami matematikai, fizikai, melyből a teljes mintázat a szimmetriák felhasználásával kirakható.
KÉMIAI PANORÁMA 8. SZÁM, 2012. ÉVFOLYAM 1. SZÁM 5