发信人: rain2006 (小雨点), 信区: S_Chemistry
标  题: 2011年诺贝尔化学奖揭晓
发信站: 南京大学小百合站 (Wed Oct  5 17:55:41 2011)


    北京时间10月5日下午5点45分，2011年诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家Daniel
Shechtman获奖，获奖理由是“发现准晶体”。

    Daniel Shechtman，以色列公民。1941年出生于以色列特拉维夫。1972年从以色
列理工学院获得博士学位。以色列理工学院菲利普·托厄斯讲席教授。

北京时间10月5日17点45分，诺贝尔委员会宣布2011诺贝尔化学奖得主为：以色列科学家丹
尼尔-谢赫特曼，他因发现准晶体的贡献获奖。

肖特曼发现了准晶体，这种材料具有的奇特结构，推翻了晶体学已建立的概念。许多年以
来，凝聚态物理学家们仅仅关心晶态的固体物质。然而，在过去的几十年，他们逐渐把注意
力转向“非晶”材料，如液体或非晶体，这些材料中的原子仅在短程有序，被称为缺少“空
间周期性”。

1982年，肖特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，这种新的结构因为缺少空间周期性
而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨
大的冲击，它对长程有序与周期性等价的基本概念提出了挑战

非凡的原子“镶嵌”

在准晶体中，我们发现迷人的阿拉伯镶嵌艺术在原子水平的重现：规则但从不重复的模式
。然而，准晶体构型的发现曾被认为是不可能的，因而Daniel Shechtman只得对已知的科
学发起强烈的挑战。2011年诺贝尔化学奖已经从根本上改变了化学家如何想象固体物质。

1982年4月8日的早上，一幅违反自然定律的图像出现在Shechtman的电子显微镜中。在所有
的固体物质中，原子被认为均匀地分布在晶体中，并周期性地进行重复。对于科学家来说
，为了获得晶体，这种重复是必需的。

然而，Shechtman眼前出现的图像却显示，该晶体中的原子排列模式是无法重复的。这种模
式曾被认为是不可能的，就像不可能单纯用六角形制造足球，因为同时需要五角形和六角
形。他的发现引起了极大的争议。在为自己的发现辩护期间，他被要求离开了自己的研究
小组。不过，他的坚持最终迫使科学家重新考虑他们对于物质属性的概念。

非周期性“镶嵌”，比如在西班牙阿尔罕布拉宫和伊朗Darb-i Imam神殿中发现的中世纪伊
斯兰镶嵌艺术，帮助科学家理解了准晶体在原子水平的特征。在这些镶嵌中，比如准晶体
，模式是规则的——它们遵循数学法则——但它们从不重复自己。

当科学家描述Shechtman的准晶体的时候，他们使用一个来自于数学和艺术的概念：黄金比
例。这一数字在古希腊的时候就已经引起了数学家的兴趣，经常出现在几何学中。举个例
子来说，在准晶体中，原子间不同距离之比同黄金分割相关。

跟随Shechtman的发现，科学家已经在实验室中制造了其它种类的准晶体，并从来源于俄罗
斯一条河流中的矿石样本中发现了天然准晶体。一家瑞典公司也从某种形态的铁中发现了
准晶体。科学家们目前正在实验于不同产品中使用准晶体，比如煎锅和柴油机。
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