我们都知道世界上所有物质大致分为:固体、液体、气体这三种形态,而固体更是我们所见大部分实体的本质。而你知道固体是如何让分类的吗?

最早科学家们通过对大量固体内部结构的研究将固体分为:晶体结构和非晶体结构。所谓晶体结构是指有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。

什么东西可能以晶体和非晶体存在(介于晶体与非晶体之间的准晶体)(1)

晶体

而非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形,它的物理性质在各个方向上是相同的,叫"各向同性"。

但是真的固体就只有晶体与非晶体吗?当然不是,1984年丹尼尔·舍特曼和以色列理工学院的同事们在快速冷却的铝锰合金中发现了一种新的金属相,其电子衍射斑具有明显的五次对称性。这一发现瞬间引爆了整个物理学界,直接打破了人们对于固体的现有分类。其实准晶体从字面意思就很好理解,它具有与晶体相似的长程有序的原子排列,但是准晶体不具备晶体的平移对称性。因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。随着人们的深入研究发现其实数学上早就给出了这一结构的详细描述。伊朗的伊斯法罕有一座古老的清真寺,上面的砖片图案就是按照准晶样式排列的,这说明500年前的建筑师就已经意识到这一结构了。

什么东西可能以晶体和非晶体存在(介于晶体与非晶体之间的准晶体)(2)

其实在我国物理学圈有个传言说,其实在丹尼尔·舍特曼发现准晶体前,我国某一所高校的一位教授已经成功制备出了准晶体。但是因为80年代我国科研不发达科研自信也不够,因此就不敢发表文章,提出准晶体这一新概念。如果当时可以勇敢一点可能我国就早已有了诺贝尔化学奖。当然小编在这里不会透露学校和学者的名字,一是这本来就不是光荣的事情、二是这也是小编从一个年长的物理教授听到的,为了不引起争议故不透漏相关信息。大家也可以去问问比较年长厉害的学者是否真有其事。

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