Квазикристаллы являются удивительными материалами, обладающими высоким ориентационным порядком и дальним порядком не трансляционного типа. Квазикристаллы не имеют трансляционной симметрии, но имеют вращательную симметрию, которая может быть любого порядка, в отличие от кристаллов, вращательная симметрия которых ограничена только случаями 2, 3, 4 и 6-го порядков.
Впервые непериодическая структура была обнаружена в 1984 году в экспериментах по дифракции электронов на быстроохлаждённом сплаве Al86Mn14 Шехтманом (D. Shechtman) [1]. За своё открытие в 2011 году Шехтман был удостоен нобелевской премии [2].
В настоящее время известны сотни видов квазикристаллических пород, имеющих точечную симметрию икосаэдра, а также вращательную симметрию десятого, восьмого и двенадцатого порядка, но не найдено ни одного с 7-, 9- или 11-кратной осевой симметрией. В результате экспериментальных исследований было установлено, что образование квазикристаллов 5-, 8-го порядков энергетически более выгодно чем образование квазикристаллов 7- или 9-го порядков [3].
Численный эксперимент, проведённый сотрудниками направления, подтвердил тот факт, что структуры с несуществующей в природе симметрией могут быть получены искусственно в коллоидных системах с помощью внешнего поля. Этот факт может быть использован для получения фотонных кристаллов с необычной симметрией, в которой, например, отдельные слои коллоидов с 7-кратной симметрией вращения укладываются друг на друга. В дополнение к этому, у таких материалов есть и другие интересные особенности, например, очень низкое трение. В результате они могут снизить трение между скользящими частями, например, в двигателях в качестве тонких покрытий.
- Shechtman D., Blech I., Gratias D., Cahn J.W. Mettalic phase with long range orientational order and no translational symmetry // Phys. Rev. Lett. – 1984. – Vol. 53. – P. 1951 – 1954.
- http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2011/shechtman.html
- J. Mikhael, M. Schmiedeberg, “Proliferation of anomalous symmetries in colloidal monolayers subjected to quasiperiodic light fields” (2010).