以科學家獨膺化學諾獎


  圖:以色列科學家謝赫特曼獲得2011年諾貝爾化學獎\美聯社

  【本報訊】綜合美聯社、中通社斯德哥爾摩5日消息:在剛剛揭曉的2011年諾貝爾化學獎得獎名單中,以色列化學家達尼埃爾·謝赫特曼因發現科學界認為不可能存在的原子結構形態「準晶體」而獨摘該獎。

  瑞典皇家科學院稱,謝赫特曼發現準晶體,推翻了晶體學已建立的概念。準晶體是一種介於晶體與非晶體之間的固體。這種材料具有的奇特結構,許多年以來,凝聚態物理學家們僅僅關心晶態的固體物質。然而,在過去的幾十年,他們逐漸把注意力轉向「非晶」材料,如液體或非晶體,這些材料中的原子僅在短程有序,被稱為缺少「空間周期性」。

  1982年,謝赫特曼在美國霍普金斯大學工作時發現了準晶體,這種新的結構因缺少空間周期性而不是晶體,但又不像非晶體,準晶體展現了完美的長程有序,這個事實給晶體學界帶來了巨大的衝擊,它對長程有序與周期性等價的基本概念提出了挑戰。

  諾貝爾委員會表示,謝赫特曼的研究「根本改變了化學家對固體物質的想法」。據悉,謝赫特曼在顯微鏡下研究一種鋁錳混合體時發現這種與伊斯蘭馬賽克相似結構,本身不會自我複製,並且似乎與自然規律衝突。

  準晶體用途廣泛

  美國化學學會主席南希·傑克遜稱謝赫特曼的發現是「與自然規則相違背的一個偉大發現」。在謝赫特曼宣布發現一種不尋常的原子結構是,其他專家提出了質疑了。她說:「人們認為這種晶體是不存在的,他們認為這違反自然規律。」

  結晶學通常認為,晶體的理想外形或其結構都是對稱圖像,經過平移旋轉後外觀不變。謝赫特曼曾表示:「當我告訴人們說我發現一種有五重旋轉對稱結構的物質時,他們只是嘲笑我。」當時沒有任何同事願意相信他的發現。直到後來有科學家們重新檢視自己的發現時才意識到,他們見過準晶體,只是那時候還不知道。

  根據謝赫特曼的發現,科學家們在實驗室成功創造了其他各種類的準晶體。2009年,在俄羅斯首次發現自然界存在準晶體。瑞典一家公司更是在一種鋼材中發現準晶體,這使得鋼材像盔甲般耐用,現在這種鋼被用於製作剃鬚刀片,以及一種眼科專用的手術針。科學家們現正在試驗將準晶體用於製作炸鍋、柴油發動機等多項產品中。

  70歲的謝赫特曼在接到獲獎消息後說:「感覺很美妙。」他現在是以色列海法理工學院的一名教授,他是今年迄今唯一獨享大獎的科學家,將獲得諾貝爾獎金1000萬瑞典克朗(約1134萬港幣)。