FoodPro Preloader

Eksotiske Quasicrystal strukturer kan være mer vanlig enn antatt


2009 Quasicrystals er en relativ nybegynner til materialvitenskapsområdet, etter å ha blitt oppdaget for bare 25 år siden. Nudging deres vei mellom amorfe faste stoffer som glass og krystaller som kvarts, viser strukturen en bestilt struktur som krystaller gjør, men deres unikthet ligger i det faktum at det ordnede arrangementet ikke gjentar, det vil si at det ikke er periodisk. Qu

2009

Quasicrystals er en relativ nybegynner til materialvitenskapsområdet, etter å ha blitt oppdaget for bare 25 år siden. Nudging deres vei mellom amorfe faste stoffer som glass og krystaller som kvarts, viser strukturen en bestilt struktur som krystaller gjør, men deres unikthet ligger i det faktum at det ordnede arrangementet ikke gjentar, det vil si at det ikke er periodisk.
Quasicrystals mangler også translationssymmetri. For å gi en todimensjonal analog kan mønsteret ikke skiftes sideveis uten å endre utseende (i motsetning til, for eksempel et uendelig gjentatt kontrollpanelmønster, som kan skiftes to firkanter i en hvilken som helst retning og beholder sitt originale format).
Siden oppdagelsen i 1984 har kvasikrystaller blitt funnet i mange svært syntetiserte materialer og i et mineral av tilsynelatende naturlig opprinnelse - en legering av aluminium, kobber og jern funnet i Russland. Men en studie i denne ukaens natur viser at kvasikrystaller kan være en ganske naturlig måte at gjenstander kan pakke seg sammen og ikke kreve mye manipulasjon til å ta form. (er en del av Nature Publishing Group.) Et team ledet av University of Chicago-fysikeren Dmitri Talapin rapporterer at ulike sammenkoblinger av nanopartikler, når de blandes i oppløsning og lar seg fordampe, samles i kvasikrystalstrukturer.
At en rekke partikkelpar - to forskjellige jernoksyder blandet med gull samt blysulfid parret med palladium-kan med hell samle seg inn i kvasikrystaller, antyder at det kan være en mer vanlig ordning enn det hadde vært antatt, skrev forfatterens forfattere. Den eneste virkelige felles grunnen i paringen syntes å være en forholdsvis konsistent forhold mellom størrelsene på de forskjellige nanopartikler. "Disse strukturene kan selvmontere uten mye menneskelig innblanding, " sier Talapin. "Alle [forskere] trenger er å riktig utforme byggeklossene."
I 2006 viste Talapin og en gruppe forskere, hvorav noen også var involvert i den nye studien, hvordan nanopartikler kunne samle seg i mer enn et dusin forskjellige periodiske gitterstrukturer. Det neste skrittet, sier han, skulle bevege seg utover det periodiske "for å prøve å lage noen virkelig rare skapninger - og kvasikrystaller er en ganske naturlig kandidat langs disse linjene."
En løsning av sfæriske nanopartikler av jernoksid og gull gjorde kunsten, men Talapin og hans kollegaer ønsket å vite om kvasikrystallinske strukturer er en generell pakningsordning, eller hvis laget ganske enkelt hadde lucked ut i sitt valg av ingredienser. Så prøvde de andre kombinasjoner av partikler og fikk det samme resultatet. "Vi fant at det egentlig er en naturlov snarere enn en unik kombinasjon av mange parametere som bare retter seg på en heldig måte, sier Talapin.
Alfons van Blaaderen, fysikist ved Utrecht Universitet i Nederland, som skrev en kommentar i naturen om den nye forskningen, sier at kvasikrystaller faktisk ser ut til å være mer generiske enn det hadde vært antatt. Men han bemerker at i mangel av simuleringer eller teori for å vise hvordan strukturene dannes, er det umulig å helt utelukke en vill slagflaks i Talapin-gruppens oppskrifter. "Det kan bare være et merkelig tilfeldighet" at de forskjellige blandingene av partikler som er selvmontert i kvasikrystaller, sier van Blaaderen og legger til at et slikt tilfeldig resultat er svært lite sannsynlig.
Van Blaaderens gruppe jobber med å replikere funnene med større partikler, noe som vil tillate forskere å observere strukturer som tar form i sanntid. Et slikt vindu inn i kvasikrystallformasjonsprosessen kan hjelpe materialforskere til å forstå hva som er nødvendig for å bygge strukturer som inneholder egenskaper av både amorfe faste stoffer og krystaller.
Uansett tilfelle har Talapin og hans kolleger lagt til et økende antall regimer der kvasikrystaller, totalt ukjent for noen få tiår siden, kan danne seg. "Nå ser vi at disse materialene er mye mindre rare enn vi pleide å tro, " sier han.

Anbefalt


Aviation Industry ser ut til å løse et karbonproblemManglende nøytroner kan føre et hemmelig liv som mørk materieKan vi holde flyene trygge uten å drepe så mange fugler?Hva lærer forskere ved å binde fugler?Records from Ancient China Reveal Link Between Epidemics and Climate ChangeMan-Made Genetiske Instruksjoner Yield Living Cells for første gang2017 Var det tredje hotteste året på rekord for USABybeboere Kjør avskoging i 21. århundre