Нобелевский лауреат прошел испытание на прочность

Нобелевская премия по химии вчера вручена израильскому ученому Даниэлю Шехтману. Он получит ее за революционный прорыв в области организации структуры твердых тел — открытие квазикристаллов. В будущем благодаря им могут быть созданы сверхпрочные вещества и материалы с низким коэффициентом трения. Впрочем, спустя почти 30 лет после открытия квазикристаллы так и не нашли практического применения, поскольку их пока толком не научились синтезировать. Первые природные квазикристаллы несколько лет назад были обнаружены в России — на Дальнем Востоке.

70-летний Даниэль Шехтман, сотрудник Института технологии в Хайфе, в 1982 году, изучая структуру быстроохлажденного сплава алюминия и марганца, обратил внимание на необычную кристаллическую решетку материала с неповторяющейся структурой, которая впоследствии и была названа квазикристаллом. Как пояснили в Нобелевском комитете, эту структуру можно сравнивать с узорами арабской мозаики, где каждый ее элемент имеет неповторимый узор, но сложенные вместе кусочки дают симметричную картину. "Шехтман сумел полностью изменить представления о твердых телах",— говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета.

"На протяжении многих лет кристаллография исходила из незыблемого закона трансляционной симметрии. Проще говоря, взяв только одинаковые кирпичики, вы можете сложить стенку без пустот и перекрытий,— рассказали "Ъ" на кафедре теоретической физики Московского института стали и сплавов (МИСИС).— При этом ни один из кирпичиков вы не можете сдвинуть, не нарушив целостности общей структуры. Хотя это и сложно представить, но квазикристаллы позволяют это сделать".

"Открытие квазикристаллов может дать толчок для создания сверхтвердых веществ,— говорит "Ъ" заместитель заведующего кафедрой кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ Николай Еремин.— У обычных кристаллов есть ось спаянности, по которой их можно расколоть, квазикристаллы упакованы гораздо плотнее. Их, в частности, можно использовать при изготовлении нанотрубок или нанокластеров, где требуется высокая прочность на атомарном уровне". Собеседник "Ъ" в МИСИСе добавил, что квазикристаллы имеют очень низкий коэффициент трения, поэтому могут с успехом применяться в трущихся механизмах: "Их можно добавлять, к примеру, в резину — получится материал, который очень легко гнется, но медленно изнашивается".

Впрочем, практическое применение квазикристаллов пока лишь изучается. "Теория синтеза таких веществ только развивается,— пояснил Николай Еремин.— Получить квазикристаллы довольно тяжело: нужно очень сильное и очень быстрое охлаждение. Не так много оборудования, которое способно создавать такие условия".

Отметим, что с момента открытия господина Шехтмана считалось, что квазикристаллы можно изготовить только искусственным образом. Однако несколько лет назад ученые впервые обнаружили эти вещества в природе. В 2009 году естественные квазикристаллы — сплавы атомов железа, меди и алюминия — нашли в редком минерале хатыркит в Корякском нагорье в России.

По традиции награду Даниэлю Шехтману — 10 млн шведских крон ($1,45 млн по текущему курсу) — вручат 10 декабря, в день смерти основателя премии Альфреда Нобеля. В прошлом году премия по химии была присуждена американцу Ричарду Хеку и японцам Ейити Нэгиси и Акире Судзуки за разработку новых каталитических реакций, которые широко используются в промышленном производстве, в том числе для изготовления фармацевтических препаратов и в электронной промышленности.