المواد الجديدة تتبع مبدأ تبليط العتيقة

تولد التجربة في وقت واحد هياكل بلورية وشبه بلورية

تراكب خمسة أشعة ليزر في بنية شبه بلورية. في بعض شدة الضوء ، يتشكل نمط (خطوط حمراء) يشبه بلاط القرميد. © جامعة شتوتغارت
قراءة بصوت عال

مما أثار دهشة علماء الفيزياء ، أن الخرزات البلاستيكية الصغيرة مرتبة في إطار شبكي ليزري يشبه ما كان معروفًا في القرميد القديم. لأول مرة ، يجمع هذا الهيكل بين كل من العناصر البلورية وشبه البلورية في مادة واحدة ، كما ذكر الباحثون في "الطبيعة". نظرًا لأن البلورات البلورية والبلورية عادة ما تختلف اختلافًا كبيرًا في سلوكها الفيزيائي والكيميائي ، فقد يكون للهيكل الجديد خصائص غير معروفة من قبل.

إذا حاولت تجانب الحمام باستخدام بلاط خماسي ، فلن تتمكن من تغطية الجدار بالكامل. هذا ممكن فقط مع البلاط الثلاثي ، مربعة أو سداسية. لفترة طويلة بدا الأمر وكأن الطبيعة تلتزم بهذا المبدأ. في عام 1984 ، مع ذلك ، أبلغ الفيزيائي الإسرائيلي دان شيختمان أول خمس بلورات. يمكن أن تتكون أسطح هذه البلورات شبه المسمارية من بلاطات بأشكال مختلفة - بما في ذلك الأشكال الخماسية.

كرات بلاستيكية في شبكة الليزر

الآن ، اكتشف علماء الفيزياء في جامعة شتوتغارت ومعهد ماكس بلانك لأبحاث المعادن هياكل بلورية وشبه بلورية في نفس الوقت. من خلال تركيب خمسة أشعة ليزر ، أنشأ الباحثون شبكة خفيفة ذات بنية شبه بلورية. في أجوف هذه الشبكة ، اكتشفوا طبقة واحدة من حبات بلاستيكية من ثلاثة ميكرون تطفو في الماء يمكن ملاحظتها مباشرة بواسطة المجهر. في الكثافة العالية والآبار ذات الإمكانات المنخفضة المماثلة ، أجبرت الشبكة الخفيفة الكريات على ترتيب شبه بلوري مع عناصر أساسية خماسية الشكل على شكل نجمة.

في الشدة المنخفضة ، ومع ذلك ، فإن الجسيمات المشحونة سلبًا بالكاد شعرت بالستارة الخفيفة. في ظل هذه الظروف ، وضعوا أنفسهم بشكل دوري بشكل صارم ، مع كل الجسيمات محاطة ستة الجيران على مسافة واحدة. حتى الآن ، لم تتصرف الجسيمات المجهرية بشكل مختلف عما توقعه العلماء.

هيكل البلورية وشبه البلورية في نفس الوقت

يقول البروفيسور كليمنس بيتشنجر ، رئيس معهد الفيزياء الثاني بجامعة شتوتغارت وزميل معهد ماكس بلانك لأبحاث المعادن: "ما أدهشنا هو هيكل جديد لاحظناه بكثافة متوسطة". الكرات البلاستيكية مرتبة بشكل دوري في اتجاه واحد كما هو الحال في البلورة. يوضح جول ميخائيل ، طالب الدكتوراه: "عموديًا على هذا الاتجاه ، يتم ترتيب الجزيئات أيضًا ، ولكن ليس كما هو الحال في البلورة ، ولكن كما هو الحال في الكريستال شبه المستطيل". عرض

من الواضح أن التنافس بين تفاعل الجزيئات وتفاعلها مع الحقل الضوئي يؤدي إلى تكوين بنية لها جوانب بلورية وشبه بلورية. هناك مجموعات من المربعات التي يمكن رؤيتها بوضوح في

يتم فصل الإيقاع غير الدوري في بعض الأحيان عن طريق واحد وأحيانا عن طريق صف مزدوج من مثلثات متساوية الأضلاع.

يوازي "بلاط أرخميدس"

تشبه هذه البنية شكلاً معينًا من قرميد Archimedean ، الذي سبق ذكره من قبل Archimedes ووصفه يوهانس كيبلر بالكامل في عام 1619. للبلاط Archimedes شرطين: كل حوافها متساوية الطول ، سواء كانت بلاطات بثلاثة أو أربعة أركان أو أكثر. لآخر ، يجب أن المحلية

حول كل قمة حيث يلتقي البلاط.

وفقًا لمبدأ البناء هذا ، يمكن بناء أحد عشر بلاطًا مختلفًا ، بحيث يمكن تغطية الأسطح بالكامل. في واحد منهم صفوف بديلة من المربعات والمثلثات متساوية الأضلاع.

هيكل مختلط مع خصائص مثيرة

pattern النمط الذي وجدناه مطابق تمامًا لهذا البلاط على فترات زمنية قصيرة ، ولكن على المقاييس الطولية ينحرف عن ذلك ، نظرًا لأن Archimedean الدورية بشكل صارم وإلا ، فإن النموذج لن يكون متوافقًا مع البنية شبه الدورية للشبكة الخفيفة ، "يوضح Bechinger.

نظرًا لأن البلورات والبلورات البلورية تمثل فئات مختلفة تمامًا من المواد ولديها خواص فيزيائية وكيميائية مختلفة بوضوح ، فإن البنية المختلطة التي تمت ملاحظتها مذهلة في البداية. يقول الباحث: "مزيج من العناصر البلورية والبلورات شبه البلورية يسمح لنا أن نتوقع أن يظهر الهيكل المختلط الذي لاحظناه خصائص جديدة مثيرة للاهتمام للموضوع".

(جامعة شتوتغارت ، 24.07.2008 - NPO)