Fisikawan menemukan quasicrystal yang sangat langka di sebongkah meteorit yang jatuh di Rusia. Penemuan ini sangat langka sehingga ini hanya ketiga kalinya material semacam itu ditemukan oleh para ilmuwan di alam. Namun, keunikan kristal tersebut tidak hanya karena kelangkaannya. Faktanya adalah bahwa mereka memiliki struktur simetris yang aneh sehingga selama beberapa dekade sains menganggap keberadaan mereka "tidak mungkin".
Quasicrystal baru ditemukan oleh tim ahli geologi yang dipimpin oleh Luca Bindi dari University of Florence (Italia). Para ilmuwan memeriksa sepotong meteorit yang jatuh di desa Rusia Khatyrka di wilayah Anadyr di Okrug Otonomi Chukotka Rusia lima tahun lalu dan menemukan sebuah quasicrystal hanya berukuran beberapa mikrometer di dalamnya.
Perlu dicatat bahwa ini sudah merupakan kuasikristal ketiga yang ditemukan dalam meteorit yang sama, yang mungkin menunjukkan bahwa mungkin ada struktur yang lebih asing lagi.
“Kabar baiknya adalah kami telah menemukan tiga jenis quasicrystals dalam meteorit yang sama. Yang terakhir memiliki struktur kimia unik yang belum pernah terlihat pada kuasikristal,”kata Paul Steinhardt dari Universitas Princeton, salah satu ilmuwan yang terlibat dalam penelitian ini.
"Ini mengarah pada asumsi bahwa jenis quasicrystals lain mungkin tersembunyi di meteorit, seperti di alam."
Quasicrystals sendiri memiliki struktur yang unik, yang dicirikan oleh kesimetrian yang dilarang oleh kristalografi klasik dan adanya tatanan jarak jauh. Dengan kata lain, simetri kuasikristal hadir di semua skala, hingga atom, dengan demikian menunjukkan organisasi struktural materi yang baru.
Kristal umum yang ditemukan di kepingan salju, berlian, dan garam meja yang sama terdiri dari atom yang membentuk simetri yang hampir sempurna. Polikristal, yang ditemukan di sebagian besar logam, batuan, es, dan padatan amorf seperti kaca, lilin, dan sebagian besar plastik, cenderung lebih kacau dan tidak teratur.
Kehadiran di alam jenis lain dari struktur atom - bentuk materi setengah teratur yang aneh di mana struktur atom yang ditampilkan memiliki simetri titik - dibuktikan pada tahun 1982 oleh fisikawan Israel Dan Shechtman.
Video promosi:
Ketika Shechtman menemukan quasicrystal dalam sampel paduan aluminium yang dia buat di laboratorium, ilmuwan tersebut pada awalnya tidak mempercayai matanya, berkata pada dirinya sendiri: "Ini tidak mungkin." Ilmuwan membuat penemuannya pada tahun 1982. Selama beberapa dekade berikutnya, ia dua kali mencoba mempublikasikan hasil karyanya di jurnal ilmiah, tetapi ditolak. Rekan kerja benar-benar menertawakan ilmuwan itu, tidak mempercayai penemuannya. Akhirnya, artikel Shekhtman diterbitkan dalam bentuk yang sangat singkat dan ditulis bersama dengan ilmuwan terkemuka lainnya. Alasan ketidakpercayaan, tentu saja, adalah selama lebih dari 200 tahun, quasicrystals dipandang sebagai sesuatu yang sangat luar biasa. Simetri unik mereka dianggap melampaui aturan tradisional kristalografi. Namun Shechtman memenangkan Hadiah Nobel Kimia 2011 untuk karyanya.
Menarik untuk dicatat bahwa fisikawan bertemu dengan quasicrystals jauh sebelum penemuan resmi mereka. Para ilmuwan telah salah mengidentifikasi mereka sebagai kristal kubik dengan konstanta kisi besar (seukuran sel satuan kristal). Sel satuan, biasanya, dapat diwakili oleh berbagai bentuk, misalnya, persegi panjang, kubik, segitiga atau heksagonal, namun, kuasikristal memiliki struktur urutan aperiodik - mereka memiliki lima sisi simetris, membentuk pentagon, yang, pada gilirannya, menciptakan simetri ikosahedral.
Patricia Thiel, peneliti senior di Laboratorium Ames Departemen Energi AS, memberikan contoh berikut:
“Katakanlah Anda ingin menutupi lantai Anda dengan ubin mosaik. Ubinnya memiliki garis lurus yang sempurna. Itu bisa persegi panjang, segitiga, persegi, atau heksagonal. Semua bentuk ini bisa dijumlahkan. Bentuk sederhana lainnya tidak dapat dilipat, karena celah dan spasi akan tetap ada. Quasicrystals seperti ubin pentagonal. Mereka tidak dapat terhubung seperti segitiga dan kotak. Namun, dalam struktur seperti itu, celah diisi dengan atom dari zat lain, menghasilkan, misalnya, bentuk-bentuk berikut :
Dan berikut adalah gambar struktur quasicrystal yang baru ditemukan dengan simetri orde lima:
Terlepas dari kenyataan bahwa quasicrystals sangat langka di alam (setidaknya di Bumi), mereka sangat mudah dibuat di laboratorium. Saat ini, quasicrystals sintetis digunakan di hampir semua hal mulai dari produksi panci hingga produksi lampu LED.
Ketika para ilmuwan mempelajari komposisi quasicrystal baru, mereka memastikan bahwa itu terdiri dari kombinasi atom aluminium, tembaga dan besi, digabungkan dalam bentuk pentagonal, seperti yang ditemukan, misalnya, pada bola sepak. Di alam, komposisi quasicrystals seperti itu ditemukan untuk pertama kalinya. Namun, penemuan memungkinkan n
NIKOLAY KHIZHNYAK
