|
Нанотехнология, использованная американскими учеными, позволяет создавать трехмерные квазикристаллы — высокоорганизованные и, в отличие от обычных кристаллов, никогда не повторяющиеся структуры.
Вообще-то, трехмерные квазикристаллы известны научному миру еще с середины 1980-х годов. Тода было обнаружено, что, в отличие от обычных кристаллов, напоминающих по структуре паркет или мозаику, они не обладают этим свойством трансляционной симметрии, но, как и обычным кристаллам, им свойственна вращательная симметрия (то есть при повороте вокруг определенной оси их атомы совмещаются сами с собой).
Голографическая сборка трехмерных квазикристаллов. (a) Коллоидные частицы захватываются в двумерную проекцию трехмерной икосаэдрической квазикристаллической решетки. (b) Частицы перемещаются в полностью трехмерную конфигурацию. (c) Путем сокращения константы решетки получается компактный трехмерный квазикристалл. (d) Оптическая дифракция показывает 10 пиков симметрии (изображение с сайта www.opticsexpress.org)Выращенные из экзотических металлических сплавов, квазикристаллы имеют блестящие перспективы в качестве средств хранения водорода и в области повышения прочности промышленных и бытовых конструкций. Однако работа исследователей из Нью-йоркского университета интересна тем, что их квазикристаллы сработаны из стекла и пластика.
Для создания таких кристаллов использовался метод голографического оптического захвата (holographic optical trapping), когда частицы, входящие в состав квазикристалла, устанавливаются на назначенные места с помощью специальных оптических пинцетов.
Работа Дэвида Гриера (David Grier) и Яэля Ройхмана (Yael Roichman) опубликована 11 июля в очередном номере журнала Optics Express, издаваемого Американским оптическим обществом.
Как сообщается в пресс-релизе Нью-Йоркского университета, квазикристаллы Гриера—Ройхмана сделаны из крохотных стеклянных сфер, тщательно уложенных в особым образом рассчитанном порядке. Получившиеся образования обладают способностью разбивать падающий на них поток света на составляющие спектра и направлять их в разных направлениях («эффект радуги»). Однако некоторые структуры можно строить таким образом, чтобы они вовсе не пропускали свет с определенной длиной волны, создавая эффект «разрывов» в радуге. Американские ученые считают, что в будущем такие квазикристаллы смогут играть роль фотонных переключателей, работающих со светом точно так же, как привычные полупроводники работают с электрическим током.
