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: