Quasikristaller

Quasikristaller er en tilstand i fast stoff der atomene har lang rekke orden, men mangler periodisk translational symmetri. De viser kvasi-periode ordning og kan ha symmetrier som ikke finnes i tradisjonelle krystaller, for eksempel femfold eller andre ikke‑crystallographic symmetrier. Diffraksjonsmønsteret består av skarpe Bragg-peaks som bekrefter lang rekke orden, selv om mønsteret ikke gjentas i en enkel, periodisk enhet. Matematiske beskrivelser av quasikristaller inkluderer kvasi-periodiske tilnærminger som Penrose-tiling og andre kvasi-periode modeller.

Historie: Quasikristaller ble først observert av kjemikeren Dan Shechtman i 1982 i en legering av aluminium og mangan. Oppdagelsen utfordret den etablerte definisjonen av krystaller og møtte noe skepsis i forskningsmiljøet. I 2011 ble Shechtman tildelt Nobelprisen i kjemi for dette arbeidet. Siden da har quasikristaller blitt bredt akseptert og studert som en egen tilstandsform av ordnet materie.

Struktur og typer: De mest kjente quasikristallelementene er icosahedrale quasikristaller (for eksempel Al-Pd-Mn, Al-Cu-Fe) samt desagonale og dodekagonale varianter. De forekommer i metalliske legeringer og kan dannes ved rask avkjøling eller ved spesielle avsetningsteknikker. Den quasiperiodiske orden gir symmetri som ikke er mulig i et periodisk gitter.

Egenskaper og anvendelser: Quasikristaller viser ofte høy hardhet og lav friksjon i visse legeringer, noe som gir slitasje- og korrosjonsbestandige belegg og dekorative overflater. Forskning undersøker også unike elektriske og magnetiske egenskaper som potensielle teknologiske anvendelser innen elektronikk, katalyse og termisk isolasjon.