Изследователи от Мичиганския университет, демонстрираха как пирамидални форми, могат спонтанно да се самоорганизират в комплексни квазикристали. Трудът бе публикуван в последния брой списание „Nature”, накара учените да преосмислят каква е ролята на ентропията в самоорганизиращите се структури.
Макар че ентропията често се свързва с хаоса, тя понякога е причина за спонтанно появяване на подреденост в някои системи. За откритието учените използваха пирамидални форма наречена тетраедър. „Тетраедрите са най-простите обикновенни твърди тела, докато квазикристалите са сред най-сложните и красиви образувания в природата. Удивително и напълно неочаквано е, че ентропията сама по себе си може да произведе такава степен на сложност”, казва Шарън Глотзер, професор от университета.
В тази компютърна симулация, учените откриха че хилядите малки тетраедъри се организират в дванайсетостенен квазикристал, направен от паралелно разположени петоъгълни двойни пирамиди. Този мотив на подреждане се повтаря в цялата структура и играе ключова роля в цялата подредба на съставните блокчета на квазикристала.
„Този резултат демонстрира първия ни познат случаи, че само геомтричната форма на твърдите частици може да създава сложни форми без нуждата от привличащите сили на взаимодействие на молекулите”, казва Глотзер. „Резултатите повдигат доста въпроси свързани с ентропията и самоорганизацията на различни сложни структури в природата. Знаем че ентропията сама по себе си може да възпроизведе подредени структури, но че те могат да бъдат толкова сложни бе изненада за нас. Можем само да предполагаме, колко много възможности може да ни предостави ентропията”.
„Това откритие може да доведе до разработката на интересни нови наноматериали, като техните свойства няма да се ръководят от химическите им свойства, а просто от тяхната геометрия”, казва Ролф Петчек – участник в проучването и физик към университета. „Квазикристалите ще имат различни свойства от кристалите и обикновените материали и ще е любопитно да се види до какви открития ще доведат”.
Според Петър Мъхори, участник в екипа и професор в университета, квазикристалите ще имат сериозно приложение в оптиката, комуникационните и „Стелт” технологиите.
