Przejdź do treści

Chemiczny nobel był „półkownikiem”

Mamy ko­lejne od­kry­cie, w które nie wie­rzył na­wet jego au­tor, gdy go do­ko­ny­wał. Mamy ko­lej­nego na­ukowca uho­no­ro­wa­nego Na­grodą No­bla. Na do­da­tek od­kry­cie to kie­dyś mo­gli­by­śmy na­zwać „pół­kow­ni­kiem”. Dla­czego?

Od­kry­cia kwa­zi­krysz­ta­łów do­ko­nał już w kwiet­niu 1982 roku, ale długo mu­siał wal­czyć o pu­bli­ka­cję swo­jego od­kry­cia. Młod­szym czy­tel­ni­kom spie­szę z in­for­ma­acją — „pół­kow­ni­kami” na­zy­wano w cza­sach Pol­ski Lu­do­wej dzieła, które długo nie mo­gły być oglą­dane, po­nie­waż cen­zura od­sy­łała je na półki swych ma­ga­zy­nów. W ten spo­sób wal­czono z nie­po­kor­nymi twór­cami i ich dzie­łami. Po­dob­nie, choć nie z po­li­tycz­nych po­wo­dów, było z te­go­rocz­nym no­bli­stą z che­mii.

Wszy­scy go wy­śmie­wali i od­sy­łali do pod­ręcz­ni­ków, żeby prze­ko­nać go, iż to co twier­dzi jest nie­moż­liwe — mówi prof. Ja­nusz Wolny z Aka­de­mii Gór­ni­czo-Hut­ni­czej w Kra­ko­wie o te­go­rocz­nym lau­re­acie Na­grody No­bla z dzie­dziny che­mii, izra­el­skim na­ukowcu Da­nielu Shecht­ma­nie.

Zresztą sam prof. Da­niel Shecht­man też nie wie­rzył wła­snym oczom, gdy 8 kwiet­nia 1982 roku spoj­rzał przez mi­kro­skop elek­tro­nowy, aby obej­rzeć krysz­tał, który sam stwo­rzył w la­bo­ra­to­rium. Struk­tura no­wego krysz­tału prze­czyła cał­ko­wi­cie ka­no­nowi jego bu­dowy. Atomy po­winny być upa­ko­wane w sy­me­trycz­nych ukła­dach, re­gu­lar­nie się po­wta­rza­ją­cych. Zda­niem na­ukow­ców tylko taka po­wta­rzal­ność była nie­zbędna by uzy­skać krysz­tał. Tym­cza­sem Shecht­man zo­ba­czył, że atomy, ow­szem, są upa­ko­wane re­gu­lar­nie, ale nie po­wta­rzają się. W ten spo­sób wy­na­lazł nową sub­stan­cję – kwa­zi­krysz­tały. 

To ozna­czało re­wo­lu­cję – mówi prof. Wolny. — Shecht­man zna­lazł coś, czemu za­bra­niała ist­nieć do­stojna, kla­syczna kry­sta­lo­gra­fia.

Przez ko­lejne mie­siące Shecht­man usi­ło­wał prze­ko­nać ko­le­gów z la­bo­ra­to­rium, że to, co im po­ka­zuje jest nie­zna­nym do­tych­czas ro­dza­jem krysz­tału. Na próżno. Nie­ga­snąca kry­tyka ze strony in­nych na­ukow­ców wie­lo­krot­nie zmu­szała go do sta­wa­nia przed mi­kro­sko­pem w celu zwe­ry­fi­ko­wa­nia wy­ni­ków. Che­mik Li­nus Pau­ling, no­ta­bene po­dwójny no­bli­sta, ni­gdy nie za­ak­cep­to­wał ist­nie­nia kwa­zi­krysz­ta­łów, mó­wił o Shecht­ma­nie: nie ma cze­goś ta­kiego jak kwa­zi­krysz­tały, a je­dy­nie kwa­zi­nau­kowcy.

Je­dy­nym, który mu uwie­rzył był prof. Ilan Blech. Ich współ­praca do­pro­wa­dziła do uka­za­nia się w 1984 roku ar­ty­kułu, który w efek­cie do­pro­wa­dził do zmiany pod­sta­wo­wych za­ło­żeń do­ty­czą­cych na­tury ma­te­rii i roz­woju no­wej dzie­dziny ba­dań che­micz­nych. Jed­nak do­piero w 1987 roku ko­le­gom Shecht­mana z Fran­cji i Ja­po­nii udało się prze­pro­wa­dzić ana­lizę struk­tu­ralną, która osta­tecz­nie po­twier­dziła to, co pięć lat wcze­śniej za­ob­ser­wo­wał pod mi­kro­sko­pem. W końcu, po la­tach wy­śmie­wa­nia, do­pa­dła Shecht­mana za­słu­żona sława i pre­stiż. No i nie­ba­ga­telna suma 10.000.000 ko­ron szwedz­kich.

Ale nas za­sta­na­wia do czego mogą słu­żyć ta­kie kwa­zi­krysz­tały? Już te­raz mają za­sto­so­wa­nie prak­tyczne. Ma­te­riały z nich zbu­do­wane są wy­jąt­kowo od­porne na ko­ro­zję i przy­wie­ra­nie. Obec­ność kwa­zi­krysz­ta­łów po­waż­nie zmie­nia wła­ści­wo­ści stali np. zwięk­sza jej wy­trzy­ma­łość . Obec­nie są one sto­so­wane w pro­duk­cji ży­le­tek do go­le­nia lub cien­kich igieł sto­so­wa­nych do ope­ra­cji oku­li­stycz­nych.

Na­ukowcy pro­wa­dzą też eks­pe­ry­menty nad wy­ko­rzy­sta­niem tych struk­tur do po­wle­ka­nia na­czyń ku­chen­nych, przy pro­duk­cji ele­men­tów ener­go­osz­częd­nych lamp dio­do­wych LED oraz warstw izo­la­cyj­nych w sil­ni­kach. Kwa­zi­krysz­tały są też świet­nymi ma­te­ria­łami ter­mo­elek­trycz­nymi, za­mie­nia­ją­cymi cie­pło na ener­gię elek­tryczną. Ma­te­riały z nich pro­du­ko­wane mo­głyby po­móc od­zy­ski­wać i wy­ko­rzy­sty­wać ener­gię cieplną – wy­twa­rzaną np. przez sa­mo­chody – która nor­mal­nie jest bez­pow­rot­nie tra­cona.

Struk­tury kwa­zi­kry­sta­liczne prze­ja­wiają cały sze­reg no­wych wła­ści­wo­ści fi­zycz­nych, które zu­peł­nie ina­czej ma­ni­fe­stują się w eks­pe­ry­men­tach. Znaj­dują swoje wy­ko­rzy­sta­nie w tech­no­lo­gii, ale na ra­zie to wszystko jest jesz­cze w fa­zie ba­dań. To wciąż nowa twarz ma­te­rii, którą po­zna­jemy — po­wie­dział prof. Je­rzy Przy­stawa z Na­ro­do­wego Cen­trum Ba­dań Ją­dro­wych.

Cie­kawi też je­ste­śmy ja­kie miny mieli na­ukowcy, któ­rzy na­zy­wali Shecht­mana kwa­zi­nau­kow­cem. 😉 Pod­po­wia­damy, że mogą przy­znać mu ra­cję choćby drogą ma­ilową — dannys@​tx.​technion.​ac.​il Wy mo­że­cie sko­rzy­stać z tego ad­resu je­śli ma­cie ochotę po­gra­tu­lo­wać mu na­grody! Wię­cej in­for­ma­cji o no­bli­ście znaj­dziesz tu­taj.

Powiązane materiały: