Класс материалов, который воспринимался так, как будто может произвести революцию во всем, от солнечных батарей до сковородок, вышел из моды в начале 2000-х. Но, как утверждают ученые, эти материалы снова готовы к коммерческому возрождению. Об этом свидетельствуют результаты исследовательской группы, возглавляемой Мичиганским университетом.
“Одна из причин, по которой промышленность отказалась от квазикристаллов, заключается в том, что они полны дефектов. – рассказывает Ашвин Шахани, доцент кафедры материаловедения, инженерии и химической инженерии университета Калифорнии. – Но мы надеемся вернуть квазикристаллы в основное русло. И эта работа о том, что это можно сделать”.
Квазикристаллы, которые имеют упорядоченную структуру, но не повторяющиеся узоры обычных кристаллов, могут быть изготовлены с целым рядом привлекательных свойств. Они могут быть сверхтвердыми или сверхскользкими. Они могут поглощать тепло и свет необычными способами и проявлять экзотические электрические свойства, среди множества других возможностей.
Но производители, которые впервые коммерциализировали этот материал, вскоре обнаружили проблему – крошечные трещины между кристаллами, называемые границами зерен, вызывают коррозию, делая квазикристаллы восприимчивыми к разрушению. С тех пор коммерческая разработка квазикристаллов в основном была отложена.
Но новые результаты, полученные командой Шахани, показывают, что при определенных условиях маленькие квазикристаллы могут сталкиваться и сливаться вместе, образуя единый большой кристалл без каких-либо дефектов границ зерен, обнаруженных в группах более мелких кристаллов. Шахани объясняет, что это явление стало неожиданностью во время эксперимента, предназначенного для наблюдения за образованием материала.
“Похоже, что кристаллы заживают сами по себе после столкновения, превращая один тип дефекта в другой тип, который в конечном итоге полностью исчезает. – делится ученый. – Это удивительно, учитывая, что квазикристаллам не хватает периодичности”.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
