За открытие квазикристаллов в 2011 г. присуждена Нобелевская премия по химии Дэниелю Шехтману (Институт технологий, Хайфа) .
Своё открытие Дэниель Шехтман сделал в 1982 году, когда заглянул в электронный микроскоп, изучая сплав алюминия с марганцем, и увидел удивительную картину его атомного строения, которая не соотносилась с классическими представлениями о кристаллической структуре. Дифракционная картина структуры сплава говорила о том, что перед ним кристалл с необычной симметрией. Более того, вращение кристалла показало, что эта симметрия пятого порядка, то есть кристалл совпадает сам с собою при повороте вокруг оси симметрии на 360/5 = 72 градуса, что противоречило законам природы. Другим отличительным свойством необычной кристаллической структуры было отсутствие в ней дальнего порядка, то есть она не воспроизводила сама себя со строгой периодичностью, что никак не укладывалось в научные представления о кристалле.
Неудивительно, что такие сенсационные результаты не были восприняты коллегами учёного – Дэниеля Шехтмана изгнали из лаборатории Национального института стандартов и технологии (США), а его статья, направленная в Journal of Applied Physics, не была принята к публикации. Лишь после воспроизведения экспериментов Шехтмана совместно с другими учёными – известными авторитетами в области кристаллографии, новая статья с соавторами была принята и вышла в журнале Physical Review Letters.
В это же время и другие кристаллографы начали наблюдать похожие дифракционные картины. За экспериментами кристаллографов последовало математическое описание атомной структуры квазикристалла.
В 1992 г. Международный Союз кристаллографии изменил определение самого понятия «кристалл», которое стало более широким, и включало поправку на возможные будущие открытия новых видов кристаллов.
За прошедшие годы открыто много квазикристаллических сплавов, причём не только с симметрией пятого, но и восьмого, десятого и двенадцатого порядков. Эти сплавы проявляют свойства, порою сильно отличающиеся от металлических. Например, их электрическое сопротивление с ростом температуры падает, а не растёт, они обладают низкой теплопроводностью. А отсутствие периодичности замедляет движение дислокаций (линейных дефектов кристалла), что повышает прочностные характеристики материала. Это свойство уже используют для разработки лёгких и прочных сплавов для авиации. В 2009 году впервые удалось обнаружить квазикристаллические минералы, встречающиеся в природе. Они состоят из атомов железа, меди и алюминия и были найдены в России, во фрагментах пород, собранных на Корякском нагорье на Чукотке (по материалам Т. Зиминой, www.nkj.ru ).
Популярный рассказ о свойствах квазикристаллов можно найти в статье проф. Ю.Х. Векилова, опубликованной
в Соросовском образовательном журнале за 1997 г.
Более полный обзор с обсуждением структуры, электронных свойств и применения квазикристаллов можно найти в статье Ю.Х. Векилова и М.А. Черникова, опубликованной
в журнале УФН за 2010 год.
