Was ist quasikristall?

Ein Quasikristall ist ein spezieller Typ von Kristall, der eine ungewöhnliche Symmetrie aufweist. Im Gegensatz zu regulären Kristallen, die eine periodische Anordnung ihrer Atome oder Moleküle haben, besitzen Quasikristalle eine aperiodische, aber dennoch geordnete Struktur.

Quasikristalle wurden erstmals 1982 von dem israelischen Wissenschaftler Dan Shechtman entdeckt, der dafür 2011 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Zu dieser Zeit widersprachen sie den bisherigen Annahmen über die Art und Weise, wie Atome in Kristallen angeordnet sind.

Die Struktur von Quasikristallen ist durch eine hohe Symmetrie gekennzeichnet, die jedoch keine Rotationssymmetrie aufweist. Während in regulären Kristallen eine Rotation um den Kristallgitterpunkt um einen bestimmten Winkel eine exakte Wiederholung der Struktur bewirkt, ist dies bei Quasikristallen nicht der Fall. Stattdessen gibt es eine mehrfach konstruktive Interferenz, die zu einem charakteristischen Beugungsmuster führt.

Quasikristalle haben eine Reihe von interessanten physikalischen Eigenschaften. Sie sind mechanisch zäh, haben niedrige Reibungskoeffizienten und sind meist schlechte elektrische Leiter. Diese Eigenschaften haben zu verschiedenen Anwendungen in den Bereichen Materialwissenschaft, Katalyse, Beschichtungen und Optik geführt.

Quasikristalle wurden sowohl in natürlichen Mineralien als auch in künstlich hergestellten Materialien gefunden. Es gibt verschiedene Modelle und Theorien, die versuchen, die Struktur von Quasikristallen zu erklären, darunter Penrose-Kachelungen, ergodische Theorien und dynamische Systeme.

Insgesamt stellen Quasikristalle eine faszinierende Klasse von Materialien dar, die uns helfen, die fundamentalen Prinzipien der Kristallstruktur und der Symmetrie besser zu verstehen.