کشف نقص ساختاری جدید در شبه بلورها

شبه بلورها مواد هستند که دارای خواصی مشابه بلور بوده اما ساختاری پیچیده دارند.
پات تیل شیمی‌دان دپارتمان انرژی آزمایشگاه انرژی آمس، رهبر این تیم تحقیقات بین
المللی است که در آن پژوهشگرانی از دانشگاه نانسی فرانسه مشارکت دارند.

در بلورها، نقص به این معناست که تغییر در ساختمان بلور ایجاد شده که موجب از بین
رفتن تقارن کامل ساختاری بلور شده است. در بسیاری از موارد نقص به‌عنوان یک مشکل
ساختاری قلمداد می‌شود اما همیشه نقص، بد نیست. بسیاری از خواص کلیدی مواد از قبیل
مقاومت مکانیکی، هدایت الکتریکی، رنگ، مقاومت به خوردگی و خواص سطحی به نقص‌های
ساختاری وابسته هستند. برای مثال یاقوت به‌دلیل وجود یک نقص ساختاری به رنگ سرخ در
آمده و به یک ماده ارزشمند تبدیل می‌شود.

کشف شبه بلورها در سال ۱۹۸۲ انجام شد زمانی که دان شختمن با استفاده از میکروسکوپ
الکترونی ساختاری غیر تکراری اما منظمی را مشاهده کرد که بعدها شبه بلور نام گرفت.
شختمن که در آزمایشگاه آمس و دانشگاه ایالتی یوا مشغول فعالیت است به‌دلیل کشف این
مواد در سال ۲۰۱۱ جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد.

یافته‌های اخیر پیرامون نوع جدیدی از نقص‌ها نشان می‌دهد که شبه بلورها مواد بسیار
عجیبی هستند. درحالیکه نقص‌های نانودامنه همیشه وجود ندارند، اما در شرایط خاصی
آنها وجود داشته و موجب متعادل شدن پارامترهای انرژی می‌شوند. از آنجایی که
نانوساختارهای اهمیت زیادی در حوزه‌های مختلف داشته و می‌توان از آنها در پزشکی،
الکترونیک و … استفاده کرد بنابراین درک بهتر رابطه میان نقص‌های سطحی و توده‌ای
در مواد می‌تواند دیده ما را وسعت ببخشد و به ما بگوید که چرا نانوساختارها اغلب
رفتار غیرمعمول دارند.