45亿年的陨石中发现神奇合金(组图)

科学家在年龄45亿年的陨石中再次发现神奇合金，其原子排列呈现“不可能的”10面对称棱柱体的特点。(网络图片)

据《探索》（discovery）3月19日报导，在这块接近太阳系年龄（推测小于50亿年）的陨石中，发现这种神奇的类似晶体的矿物质。主持这项研究的美国普林斯顿大学保罗•斯坦哈德（Paul Steinhardt）博士尚未为新发现的物质命名。

这种物质在科学上称为准晶体，因为它看似晶体，但是其微观结构中的原子排列方式不同于晶体，其原子排列是正十边面棱柱体。普通晶体的原子排列为二、三、四、六次旋转对称，准晶体为五次以上甚至二十次的对称。

让人惊奇的是，除了这颗陨石的45.7亿年龄几乎与太阳系差不多，还发现这块准晶体是通常情况下不可能形成的铝、镍和铁的合金，因为铝被氧化后无法与镍和铁组合在一起。

利用高分辨率透射电子显微镜观察到准晶体呈正十面棱柱体对称的原子排列。（来源：Paul Steinhardt博士论文）

陨石中准晶体成因不明

据《探索》报导，这是第二次在这块陨石颗粒中发现准晶体。2009年，斯坦哈德博士第一次在来源于俄罗斯楚科奇（Chukhotka）的Khatyrka陨石中，发现正二十面体（Icosahedrite）结构的铝铜铁合金准晶体。推测其陨石是在大约1.5万年前坠落地球。

对于自然界陨石中存在准晶体的原因，斯坦哈德博士说：“我们知道，陨石坠落效应可以产生温度高达凯尔文温标的1000至2000度，而且陨石中的压力可高达10万个大气压以上，但是这并不足以真正的说明（准晶体）形成。”

斯坦哈德博士进一步解释说：“我们不知道准晶体是罕见还是很常见，它们怎样形成的，以及能否在其他的太阳系中形成。”

银铝合金准晶体的原子模型（来源：维基百科）

准晶体应用广泛原子排列非常规则

早在1984年，以色列理工学院科学家丹尼尔•舍特曼（Daniel Shechtman）在实验室的铝锰合金中，第一次发现电子衍射斑为正五边形对称的原子排列。此后，科学家在实验室发现多种准晶体。舍特曼因发现准晶体获得2011年诺贝尔化学奖。

准晶体因为准晶体很坚硬、摩擦系数小（滑）、导热性差的特点，而被应用广泛，从飞机表面的涂层到日常生活的不粘锅。但是，2009年之前，科学家一直认为准晶体的结构“太脆弱”，不能自然形成。

资料记载，使用电子显微镜、X射线衍射等方法观察准晶体的结构，可以呈现美丽的各种对称衍射图案，而且在那些反应原子排列的美妙形态中隐藏着黄金分割1.618。