45億年的隕石中發現神奇合金(組圖)

科學家在年齡45億年的隕石中再次發現神奇合金，其原子排列呈現「不可能的」10面對稱棱柱體的特點。(網路圖片)

據《探索》（discovery）3月19日報導，在這塊接近太陽系年齡（推測小於50億年）的隕石中，發現這種神奇的類似晶體的礦物質。主持這項研究的美國普林斯頓大學保羅•斯坦哈德（Paul Steinhardt）博士尚未為新發現的物質命名。

這種物質在科學上稱為準晶體，因為它看似晶體，但是其微觀結構中的原子排列方式不同於晶體，其原子排列是正十邊面棱柱體。普通晶體的原子排列為二、三、四、六次旋轉對稱，准晶體為五次以上甚至二十次的對稱。

讓人驚奇的是，除了這顆隕石的45.7億年齡幾乎與太陽系差不多，還發現這塊准晶體是通常情況下不可能形成的鋁、鎳和鐵的合金，因為鋁被氧化後無法與鎳和鐵組合在一起。

利用高解析度透射電子顯微鏡觀察到准晶體呈正十面棱柱體對稱的原子排列。（來源：Paul Steinhardt博士論文）

隕石中准晶體成因不明

據《探索》報導，這是第二次在這塊隕石顆粒中發現准晶體。2009年，斯坦哈德博士第一次在來源於俄羅斯楚科奇（Chukhotka）的Khatyrka隕石中，發現正二十面體（Icosahedrite）結構的鋁銅鐵合金准晶體。推測其隕石是在大約1.5萬年前墜落地球。

對於自然界隕石中存在准晶體的原因，斯坦哈德博士說：「我們知道，隕石墜落效應可以產生溫度高達凱爾文溫標的1000至2000度，而且隕石中的壓力可高達10萬個大氣壓以上，但是這並不足以真正的說明（准晶體）形成。」

斯坦哈德博士進一步解釋說：「我們不知道准晶體是罕見還是很常見，它們怎樣形成的，以及能否在其他的太陽系中形成。」

銀鋁合金准晶體的原子模型（來源：維基百科）

准晶體應用廣泛原子排列非常規則

早在1984年，以色列理工學院科學家丹尼爾•舍特曼（Daniel Shechtman）在實驗室的鋁錳合金中，第一次發現電子衍射斑為正五邊形對稱的原子排列。此後，科學家在實驗室發現多種准晶體。舍特曼因發現准晶體獲得2011年諾貝爾化學獎。

准晶體因為準晶體很堅硬、摩擦係數小（滑）、導熱性差的特點，而被應用廣泛，從飛機表面的塗層到日常生活的不粘鍋。但是，2009年之前，科學家一直認為準晶體的結構「太脆弱」，不能自然形成。

資料記載，使用電子顯微鏡、X射線衍射等方法觀察准晶體的結構，可以呈現美麗的各種對稱衍射圖案，而且在那些反應原子排列的美妙形態中隱藏著黃金分割1.618。