2011年诺贝尔化学奖揭晓

2011-10-06 17:47 来源: 科学网
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Daniel Shechtman

  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”。

  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。

  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·托拜厄斯讲席教授。

 

  附:诺贝尔奖网站官方公告

  5 October 2011

  The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2011 to

  Daniel Shechtman

  Technion - Israel Institute of Technology, Haifa, Israel

  "for the discovery of quasicrystals"


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