verboden symmetrie in kristallen
Iedereen weet dat het onmogelijk is om met regelmatige vijf- of tienhoeken een regelmatig kristalpatroon op te bouwen en regelmatige patronen zijn nu een maal de regel. Maar een patroon met 10-voudige symmetrie was nu net precies wat Dan Shechtman op 8 april 1982 door zijn microscoop zag toen hij een snel afgekoelde legering van aluminium en mangaan bekeek.
Toen hij bleef bij wat hij zag, verloor hij zijn job. Hij bleef echter aandringen en kreeg uiteindelijk zijn bevindingen gepubliceerd. De nieuwe ordening noemde men ‘quasikristallen’.
En Dan Shechtman… die kreeg in 2011 de Nobelprijs voor scheikunde.
Quasikristallen werden een hype en in vele laboratoria werden honderden nieuwe quasikristallen samengesteld. In 2009 werd eindelijk ook in de natuur het eerste quasikristal teruggevonden in een rivier in Rusland, waarschijnlijk afkomstig van een meteoriet.
De opbouw van een materiaal bepaalt mee de eigenschappen van het materiaal. Het bestuderen van de eigenschappen van een nieuwe soort materialen leidde daarom ook al tot nieuwe toepassingen. Omdat ze niet-periodisch zijn, zijn het ook slechte geleiders voor warmte en elektriciteit. Dat maakt ze dan weer heel geschikt als isolatoren.
De niet-regelmatige vlakvullingen op basis van vijfvoudige symmetrie die Roger Penrose creëerde leken enkel leuk wiskundig speelgoed, tot men ze dus ook in de kristallografie terugvond. In volgende afbeelding van een zilver-aluminium quasikristal merk je duidelijk de gelijkenis met de niet-regelmatige Penrose betegelingen.
