Изключително рядък и необичаен вид кристал, който е смятан за невъзможен, е идентифициран в парче метеорит от Сибир, съобщава NewScientist. Заради странно повтарящата му се структура, в продължение на години учените са смятали, че квазикристалите може да се създадат само изкуствено.
Сега откритието, описано в статия, публикувана в Nature Scientific Reports, отбелязва третото регистриране на странния материал в естествен вид.
"Невъзможните" кристали
До 80-те години на миналия век се смяташе, че всички тела в природата може да бъдат разделени на две коренно противоположни, рязко различаващи се групи:
|
Кристални тела
|
Аморфни тяла
|
|---|---|
 Кристалната решетка на кварц SiO2 |
 Молекулярна схема на стъкло SiO2 |
| Илюстрации: Sólido amorfo | |
|
подредена структура, повтаряща се в в трите пространствени измерения навсякъде в материала
|
липсва подредена структура, без определени форми и повърхности.
|
|
анизотропни - имат различни свойства в различни направления
|
изотропни
|
|
точно определена температура на топене или кристализация
|
няма точна температура на топене, а материалът постепенно се размеква.
|
Това разделение на структурата на твърдите вещества е продължило почти до края на ХХ век, когато е открит един не съвсем подреден кристал - квази-(от лат. quasi - мним, не съвсем) кристал - междинна форма между аморфна и кристална и със "забранена" симетрия - 5 и над 6-ти порядък и с непериодична структура.
Но през 1982 г. израелският учен Даниел Шехтман (Shechtman) и негови сътрудници, извършвайки рутинно изследване на бързоохлаждаща се сплав от алуминий и манган Al6Mn, получават нетипична дифракционна картина с ротационна симетрия от 5-ти порядък, която противоречи на класическата кристалография и е смятана досега за невъзможна.
По-късно обаче били открити други квазикристали с различен състав и различни симетрии - от пети, седми и по-висши редове. Вече по-прецизни експерименти разсеяли всякакви съмнения и доказали, че симетрията на квазикристалите е на всички нива, чак до атомите . Това е наистина нова структура на организация на материята.
Структура на решетката на квазикристал.
Квазикристалната зараза от космоса
От 1984 г. насам са получени в лабораторни условия повече от 100 квазикристали и се смяташе, че естественото им образуване е невъзможно, тъй като структурата им е изключително нестабилна.
Пол Щайнхард (Paul Steinhardt) от Принстънския университет обаче упорито търси квазикристали в природата като прогнозира съществуването им още през 80-те.
Метеоритът от Чукотка - първият природен образец на квазикристал. Снимка: Paul J. Steinhardt
За първи път природни квазикристали са намерени в планините Коряк в Чукотка, в Даления Изток на Русия. През 1979 г. руски геолог е изпратен да търси платина в глинестото корито на приток на река Хатирка. Той не успял да намери платина, но се върнал с "няколко скални отломъка с метални фази". Пробата квазикристал е сред тях. Тези първи находки предизвикват вълна на интерес към далечните планини.
През 2010 г. Пол Щайнхард изказва предположението, че камъкът, в който е намерен квазикристала е метеорит. Дори успява да идентифицира метеорита - въглероден хондрит CV3, много древен метеорит, образуван заедно със Слънчевата система преди около 4,5 милиарда години.
Трети модел на квазикристал
Кристалът, описан в новата публикация, е анализиран от изследователи от Университета на Флоренция, Калифорнийския технологичен институт и Принстън.
Идентифициран е в същият метеорит от района на река Хатирка в Далечния изток.
Екипът открива един малък участък квазикристал, само около 0,4 мм широк, след сканиране на метеорита с помощта на сканиращ електронен микроскоп. Два образеца природен квазикристал са намерени по-рано в същия метеорит, но са други модели.
Новият образец има симетрия на икосаедър - правилен многостен с 20 стени, всяка от които е равностранен триъгълник.
Минералът е получил наименованието "126A". Той има тъмно сив цвят с видими отразяващи метални фрагменти. Той също се състои от алуминий, мед и желязо, но съотношението на тези елементи във всеки от трите модела е различно. Освен това находката е първият образец, открит в природата преди да се синтеза в лаборатория. Специализираният софтуер, който се използва от изследователите не можа да индексира модела на минерала в нито една съществуваща кристална система.
Как квазикристалите се формират в един метеорит остава загадка.
Учените предполагат, че образуването на необичайната симетрия е в резултат на сблъсък на две небесни тела, които предизвикват неравномерно разпределение на налягане и температура. В някои части на метеорита, тези цифри са достигали 5 GPa и 1200 градуса по Целзий.
Намирането на нов пример в природата ни позволява да продължим да пишем рецепти за създаване на нови квазикристали от нулата, коментира Щайнхард.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари