شبه‌کریستال: تفاوت میان نسخه‌ها

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
Persia (بحث | مشارکت‌ها)
Persia (بحث | مشارکت‌ها)
ابرابزار
خط ۲: خط ۲:
[[پرونده:Quasicrystal1.jpg|چپ|222px|بندانگشتی|[[مدل اتمی]] یک شبه بلور [[آلومینیوم]] - [[نقره]]]]
[[پرونده:Quasicrystal1.jpg|چپ|222px|بندانگشتی|[[مدل اتمی]] یک شبه بلور [[آلومینیوم]] - [[نقره]]]]
'''شبه بلور''' یا '''شبه کریستال''' ،{{انگلیسی|Quasicrystal}}، نوعی شکل ساختاری منظم فاقد تناوب تکراری است. این ساختارها، الگوهایی را تشکیل می‌دهند که همه فضاهای [[بلور|شبکه بلوری]] را حتی در صورت وجود نقض [[تقارن|تقارنی]] پر کنند.
'''شبه بلور''' یا '''شبه کریستال''' ،{{انگلیسی|Quasicrystal}}، نوعی شکل ساختاری منظم فاقد تناوب تکراری است. این ساختارها، الگوهایی را تشکیل می‌دهند که همه فضاهای [[بلور|شبکه بلوری]] را حتی در صورت وجود نقض [[تقارن|تقارنی]] پر کنند.

== تاریخچه ==
[[File:Al71Ni24Fe5 TEM.jpg|left|thumb|Atomic image of a micron-sized grain of the natural Al<sub>71</sub>Ni<sub>24</sub>Fe<sub>5</sub> quasicrystal (shown in the inset) from a Khatyrka meteorite. The corresponding [[:File:Al71Ni24Fe5 diffraction.jpg|diffraction patterns]] reveal a ten-fold symmetry.<ref name=natq>{{Cite journal | doi = 10.1038/srep09111| pmid = 25765857| pmc = 4357871| title = Natural quasicrystal with decagonal symmetry| journal = Scientific Reports| volume = 5| pages = 9111| year = 2015| last1 = Bindi | first1 = L. | last2 = Yao | first2 = N. | last3 = Lin | first3 = C. | last4 = Hollister | first4 = L. S. | last5 = Andronicos | first5 = C. L. | last6 = Distler | first6 = V. V. | last7 = Eddy | first7 = M. P. | last8 = Kostin | first8 = A. | last9 = Kryachko | first9 = V. | last10 = MacPherson | first10 = G. J. | last11 = Steinhardt | first11 = W. M. | last12 = Yudovskaya | first12 = M. | last13 = Steinhardt | first13 = P. J. | bibcode = 2015NatSR...5E9111B}}</ref>]]

تا سال ۱۹۸۴، مواد جامد به دو دستهٔ کریستال‌ها و مواد [[آمورف]] دسته‌بندی می‌شد. اما در سال ۱۹۸۴ [[دن شختمن|دانیل شختمن]] در آزمایشگاه استاندارد [[آمریکا]] واقع در [[واشینگتن]] در حین آزمایش بر روی آلیاژ [[آلومینیم]] [[منگنز]] سریع منجمد شده ساختاری را مشاهده نمود که نه کریستال - بود و نه جز مواد آمورف بشمار می‌رفت. این ساختار دارای فاز ایکازوهدرال (بیست وجهی) بود که دارای محورهای [[تقارن]] چرخشی از نوع ۳ و ۵ بود. در حالیکه محور تقارن چرخشی از نوع درجه ۵ در، درجه ۱ کریستالها وجود ندارد. از طرفی پراش الکترونی SAD که توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)از این فاز گرفته شده بود علاوه بر اثبات تقارن درجه ۵، نظم بلند دامنه اتمی را نیز آشکار ساخت. انجمن بین‌المللی کریستالوگرافی بطور رسمی در سال ۱۸۸۴ یعنی ۴۱ سال پس از مشاهده اولین شبه کریستال، تعریف خود را از کریستال‌ها تغییر داد و شبه کریستال‌ها هویت خود را بدست آوردند.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده =محمدرضا گواهی |نشانی = https://www.researchgate.net/publication/316915130_mqdmh_ay_br_shbh_krystal_ha_mhmdrda_gwahy|عنوان =مقدمه ای بر شبه کریستال‌ها | ناشر = |تاریخ = |تاریخ بازدید = ۲۲ سپتامبر ۲۰۱۷}}</ref>

== خواص کلی شبه کریستالها ==
* جذب نور
* [[چسبندگی]] کم
* [[اصطکاک]] کم
* [[عایق حرارتی|عایق حرارت]]
* [[مقاومت مواد|مقاومت]] بالا در برابر خوردگی
* عایق الکتریسیته در دماهای کم
* شکنندگی
* [[سختی]] بسیار بالا

== کاربردهای شبه کریستالها ==
* پوشش‌های نچسب و فیلم نازک
* [[نانوذرات]] شبه کریستالی
* [[فاز]] تقویت کننده در [[کامپوزیت‌ها]]
* ذخیره‌سازی [[هیدروژن]]
* جذب نور فروسرخ
* عایق حرارتی
*محافظت در برابر [[خوردگی]] و [[اکسیداسیون]]
* [[کاتالیست|کاتالیست‌ها]]
* خواص نو


== ساختار ==
== ساختار ==
خط ۷: خط ۳۳:


== جایزه نوبل [[شیمی]] ==
== جایزه نوبل [[شیمی]] ==
[[دانیل شختمن]] به پاس پژوهش‌هایش در زمینه شبه‌بلورها برنده [[جایزه نوبل شیمی]] در سال ۲۰۱۱ میلادی شد.
[[دن شختمن|دانیل شختمن]] به پاس پژوهش‌هایش در زمینه شبه‌بلورها برنده [[جایزه نوبل شیمی]] در سال ۲۰۱۱ میلادی شد.


== منابع ==
== منابع ==

نسخهٔ ‏۲۲ سپتامبر ۲۰۱۷، ساعت ۱۲:۰۶

مدل اتمی یک شبه بلور آلومینیوم - نقره

شبه بلور یا شبه کریستال ،(به انگلیسی: Quasicrystal)، نوعی شکل ساختاری منظم فاقد تناوب تکراری است. این ساختارها، الگوهایی را تشکیل می‌دهند که همه فضاهای شبکه بلوری را حتی در صورت وجود نقض تقارنی پر کنند.

تاریخچه

Atomic image of a micron-sized grain of the natural Al71Ni24Fe5 quasicrystal (shown in the inset) from a Khatyrka meteorite. The corresponding diffraction patterns reveal a ten-fold symmetry.[۱]

تا سال ۱۹۸۴، مواد جامد به دو دستهٔ کریستال‌ها و مواد آمورف دسته‌بندی می‌شد. اما در سال ۱۹۸۴ دانیل شختمن در آزمایشگاه استاندارد آمریکا واقع در واشینگتن در حین آزمایش بر روی آلیاژ آلومینیم منگنز سریع منجمد شده ساختاری را مشاهده نمود که نه کریستال - بود و نه جز مواد آمورف بشمار می‌رفت. این ساختار دارای فاز ایکازوهدرال (بیست وجهی) بود که دارای محورهای تقارن چرخشی از نوع ۳ و ۵ بود. در حالیکه محور تقارن چرخشی از نوع درجه ۵ در، درجه ۱ کریستالها وجود ندارد. از طرفی پراش الکترونی SAD که توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)از این فاز گرفته شده بود علاوه بر اثبات تقارن درجه ۵، نظم بلند دامنه اتمی را نیز آشکار ساخت. انجمن بین‌المللی کریستالوگرافی بطور رسمی در سال ۱۸۸۴ یعنی ۴۱ سال پس از مشاهده اولین شبه کریستال، تعریف خود را از کریستال‌ها تغییر داد و شبه کریستال‌ها هویت خود را بدست آوردند.[۲]

خواص کلی شبه کریستالها

کاربردهای شبه کریستالها

ساختار

شبه بلورها، ساختاری غیرمعمول از مواد جامد هستند که از دو گروه اتم که به دو آرایش مختلف در فواصل مختلف تکرار می‌شوند، ساخته شده‌اند؛ در حالی که در یک بلور معمولی، یک گروه اتم به شکل منظم تکرار می‌شوند. این تفاوت‌ها موجب می‌شود شبه بلورها از تقارن کروی بیشتری نسبت به بلورهای معمولی برخوردار باشند. جالب این که برخی از این تقارن‌ها محال است در یک بلور معمولی روی بدهد.

جایزه نوبل شیمی

دانیل شختمن به پاس پژوهش‌هایش در زمینه شبه‌بلورها برنده جایزه نوبل شیمی در سال ۲۰۱۱ میلادی شد.

منابع

  1. Bindi, L.; Yao, N.; Lin, C.; Hollister, L. S.; Andronicos, C. L.; Distler, V. V.; Eddy, M. P.; Kostin, A.; Kryachko, V.; MacPherson, G. J.; Steinhardt, W. M.; Yudovskaya, M.; Steinhardt, P. J. (2015). "Natural quasicrystal with decagonal symmetry". Scientific Reports. 5: 9111. Bibcode:2015NatSR...5E9111B. doi:10.1038/srep09111. PMC 4357871. PMID 25765857.
  2. محمدرضا گواهی. «مقدمه ای بر شبه کریستال‌ها». دریافت‌شده در ۲۲ سپتامبر ۲۰۱۷.

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Quasicrystal». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۵ اکتبر ۲۰۱۱.

  • بلورشناسی، بیژن اعتمادی، انتشارات دانشگاه شیراز، ۱۳۷۸