quasikristallelementene

Quasikristallelementene er de grunnleggende byggesteinene i en quasikristall. Et quasikristall er et fast stoff som viser langsiktig orden, men som mangler en gjentakende, periodisk enhet i tre dimensjoner. Byggesteinene kan være atomblokker eller små atomklynger som i et aperiodisk tilingsmønster kombineres for å danne et velordnet, men ikke-periodisk materiale. I to dimensjoner kan byggesteinene modelleres som tilingsenheter i Penrose-tiling; i tre dimensjoner gjelder tilsvarende tilingssystemer eller høyere-dimensjonale projeksjoner.

Quasikrystaller viser ofte skarpe Bragg-diffraksjonsmønstre, noe som indikerer lang rekke av orden. Diffraksjonsbilder fra røntgen eller elektronstråler kan avsløre rotasjons-symmetrier som ofte er forbudt i periodiske krystaller, for eksempel femfoldige og tifoldige symmetrier.

Historie og betydning: Quasikrystaller ble oppdaget i 1982 av den israelske kjemikeren Dan Shechtman, som observerte et metallisk materiale med femfoldig symmetri i diffraksjon, i strid med den daværende krystalldefinisjonen. Oppdagelsen utfordret etablert forståelse av ordnet materiale, og i 2011 ble Shechtman tildelt Nobelprisen i kjemi for denne innsatsen.

Materialsystemer: De mest kjente quasikristall-familiene inkluderer aluminium-baserte legeringer som altså Al-Mn, samt andre systemer som Al-Cu-Fe og Al-Pd-Mn. Siden har man identifisert quasikristallstrukturer i flere ulike legeringer, også utenfor aluminium-familien.

Betydning og anvendelser: Quasikrystaller har bidratt til grunnleggende forståelse av hva som kan betegnes som ordnet materiale uten periodisk translational symmetri. De har gitt teoretiske og metodiske innsikter innen krystalografi og materialvitenskap, og har potensielle anvendelser i legeringer, overflatebelegg og dekorative materialer.