Квазикристаллы

Квазикристаллы
Гудыменко Инны 554 гр
КВАЗИКРИСТАЛЛ
(от лат. quasi - нечто вроде, как будто),
особый тип упаковки атомов в твердом
веществе, характеризующийся
икосаэдрической (т.е. с осями 5-го порядка)
симметрией, дальним ориентационным
порядком и отсутствием трансляционной
симметрии, присущей обычному
кристаллическому состоянию.
Квазикристаллическое
состояние
промежуточное между
кристаллическим и
аморфным.
Твердые металлические
сплавы с дальним
порядком, дифракционные
пики которых расположены
с некристаллографической
симметрией
Замощение –
это покрытие всей
плоскости или заполнение
всего пространства
неперекрывающимися
фигурами.
Кристалл
Дальний порядок
Трансляционный Ориентационный
тип
тип
Сравним структуру кристаллов со
структурой квазикристаллов
Кристаллы
квазикристаллы
•Вращательная
•Вращательная
симметрия 3,4 или 6-го симметрия 5-го
порядка
порядка
•Элементарная ячейка •Нет элементарной
ячейки
•Структура ячейки на •Структура на основе
икосаэдра(20 граней,
основе куба,
12 вершин, 30 ребер)
тетраэдра, октаэдра
Правильное платоново тело
икосаэдр
Паркет Пенроуза
Формула определяющая
числовую последовательность
Фибоначчи
f0=1
f1=1
fk+fk+1=fk+2
Золотое сечение
Периодические приближения одномерного
квазикристалла. Период структур выделен
цветом. По мере увеличения порядка
приближения (от f0к f4) структура все более
точно описывает квазипериодическую
цепочку Фибоначчи.
Золотое сечение – гармоническое деление
отрезка на две части таким образом, что
большая его часть является средней
пропорциональной между всем отрезком и
меньшей его частью (a+b относится к a так же,
как a относится к b)
Эволюция решетки Фибоначчи
Период
решетки
Число
отрезков L
к числу
отрезков S
1
1 2
3
5
8
13 21 …
1
1
2
1
3
2
5
3
8
5
13 … 1.618
8
Классическая мозаика Пенроуза:
соотношение углов составляющих ее
ромбов подчиняется закону «золотого
сечения»
Тонкий
Толстый
Эволюция решетки Фибоначчи
Период
решетки
Число
отрезков L
к числу
отрезков S
1
1 2
3
5
8
13 21 …
1
1
2
1
3
2
5
3
8
5
13 … 1.618
8
Острый
ромбоэдр
Тупой
ромбоэдр
Атомная структура декорированная
атомами различного сорта
Деталь оформления Корана в Сандале
(датируется 1306-15 гг.)
Свойства
Похожи одновременно и на
металлы и на керамику
• Они исключительно твердые – тверже
•
•
самых твердых легированных сталей,
почти как алмаз
Очень низкий коэффициент трения, чуть
больше, чем у сверхскользкого
фторопласта, и гораздо меньше, чем у
любого металла
Химическая стойкость у них тоже очень
высока – почти как у керамики
Портал мечети Дарб-и-Имам в
Истафане
Восьмиугольное здание Гунбад-иМахуд в иранской Мараге
квазикристалл поможет
создать
• механизмы с ультранизким
коэффициентом трения: это
может быть использовано в
различных механических
устройствах, например, в
подшипниках
• в коммерческих продуктах –
например, при производстве
антипригарного покрытия для
посуды
• http://www.popmech.ru/
• КВАЗИКРИСТАЛЛ»: Маккей А.Л.,
"Кристаллография", 1981, т. 26
• Нельсон Д. Р., "В мире науки", 1986, № 10
• Levine D., Steinhardt P. J., "Rhys. Rev."
1986, v. 34, № 2, Б.К. Вайништейн.
• химической энциклопедия
«КВАЗИКРИСТАЛЛ»