”第二个自然存在的准晶的发现,证明了这种材料可以在自然状态下存在,并且能在宇宙的时间尺度下保持稳定,“PaulSteinhardt,普林斯顿的‘爱因斯坦’科学教授以及物理教授,带领佛罗伦萨大学的LucaBindi一起进行了这项研究。他们的结果发表在了科学报道上。
根据Steinhardt的文章,这项发现提出了一种可能性,其他种类的准晶也可以在自然中形成。准晶非常的坚硬,摩擦系数低,并且不太导热,这让他们有可能成为非常好的飞行器或者不粘锅的保护涂层材料
新发现的准晶正等待命名,他的结构就像十边形在一个圆柱体中堆叠起来一样。这种结构在普通晶体中是不可能出现的,普通晶体的原子以一种重复而有序的方式堆叠。
晶体和准晶的区别可以通过想象一个铺了地砖的地面来描述:六边形可以很好的相互结合并且铺满整个地板。但是五边形和十边形会在临近的地砖边出现空隙。“这种结构就好像‘我不是晶体,但是我也不是随机的。”Steinhardt说到。
拥有这种不允许出现的对称形的晶体曾在实验室中被制造出来,但是直到年,普林斯顿的Bindi,Steinhardt,NanYao,以及哈佛的PeterLu报道了第一个自然的准晶,也就是20面石,它在一块很多年前从俄罗斯Chukotka采集的石头中被发现。为了确认这种就像一颗足球的五重对称体的准晶体确实是天然的,研究小组的科学家以及来自俄罗斯科学院的地质学家在年到了当地去调查,并且带回了更多的样品,这些样品在佛罗伦萨大学,华盛顿特区的Smithsonian博物馆,加州理工,以及普林斯顿材料科学技术成想以及分析中心进行分析。
研究人员确认这些起源于外太空的准晶体在45.7亿年前形成,也就是我们太阳系形成的时间。年,他们在国家科学学院院刊刊登了结果。“将材料带回并且揭示出他确实是自然形成的是非常重要的一步。”Steinhardt说到。
这种新的准晶体,在同一彗星的不同晶粒中被发现,拥有10重对称机构。这种准晶体是由铝镍以及铁一起组成的,一般的矿物中他们并不伴生,因为铝会很快氧化从来隔绝于镍和铁的结合。
现在研究人员正在探索这种矿物是如何形成的,“我们知道陨石冲击有影响,当时的温度可能有-K,并且气压为大气压的数千倍,但是这并不能告诉我们所有的细节。”Steinhardt说到。“我们希望可以知道这种准晶的形成是非常稀有的现象,还是经常发生的,并且想弄清楚他是怎么发生的,是否可以在其它的星系发生。我们的发现可以很好的解释关于宇宙中发现的材料的基本问题。
来源:普林斯顿大学,新材料在线编译,翻译--陈亮
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