Михаил Карелин (Израиль)

После церемонии вручения премии нобелевскому лауреату Даниэлю Шехтману (Израиль) король Швеции Густав XVI и королева Сильвия побеседовали с новоиспеченным лауреатом и его женой. Женщины есть женщины, и королева сразу же обратила внимание на необычный браслет на руке жены Д. Шехтмана. А теперь догадайтесь, какой вопрос задала королева? Правильно! «Где Вы приобрели эту замечательную вещицу?». В ответ супруга Шехтмана с гордостью сообщила, что браслет изготовил ее муж собственноручно, ибо его хобби - изготовление ювелирных изделий.

Заметив искреннюю заинтересованность королевы, Шехтман предложил изготовить браслет и для нее. Предложение было с благодарностью принято монаршей четой.

Эта история началась 5 октября 2011 года в столице Швеции. Нобелевская премия по химии за 2011 год была присуждена в Стокгольме профессору хайфского Техниона Даниэлю Шехтману «за открытие квазикристаллов». В своем поздравлении по поводу вручения Нобелевской премии король Густав XVI сказал: «Ваше открытие породило новую междисциплинарную область, лежащую на рубежах химии, физики и математики».

Будущий лауреат родился в Тель-Авиве в январе 1941 года в семье выходцев из России, получил образование в Израиле, основное место работы - факультет материаловедения в Технионе, г. Хайфа. Д. Шехтман является также профессором университета штата Айова и сотрудником лаборатории Министерства энергетики США.

 

В начале 80-х годов прошлого века Дан Шехтман работал в США в Национальном институте стандартов и технологии. Восьмого апреля 1982 года он изучал дифракционную картину, которая получалась после рассеивания пучка электронов на образце быстро застывавшего сплава алюминия и марганца. В результате такого рассеивания на фотопластине обычно появляется набор ярких точек, расположение которых соответствует структуре кристаллической решетки исследуемого материала. На этот раз Шехтман был крайне удивлен полученным снимком и сделал в журнале запись: «10-го порядка???» Понять Шехтмана было легко: сделанное им открытие противоречило всему, что на тот момент было известно о структуре кристаллов.

 

Хотя выдающееся научное открытие было сделано еще в 1982г., потребовалось почти 20(!) лет, чтобы оно было оценено Нобелевским комитетом. Впервые термин «квазикристалл» появился в ноябре 1984 года в статье, опубликованной израильским ученым в авторитетном журнале Physical Review Letters. Шехтман, изучая сплав алюминия и марганца, обнаружил что, с одной стороны, материал имел все признаки кристалла, с другой– пятиугольную симметрию, которая по тогдашним научным представлениям была в кристалле «запрещена». Поэтому новый материал назвали квазикристаллическим, т.е. как бы кристаллом.

 

С момента открытия квазикристаллов ученые получили около 200 подобных материалов, которые уже широко применяются в технике. Квазикристаллы очень тверды, но хрупки; плохо проводят тепло и электричество; к ним ничего не пристает, что делает их полезными, как в преобразовании тепла в электроэнергию, так и в изготовлении противопригарной посуды. И еще, покрытие из них существенно упрочняет хирургические инструменты и поверхность поршней дизельных двигателей. А так как квазикристаллы не смачиваются водой, то созданные из них покрытия для электрических проводов исключает их обмерзание. Добавление квазикристаллов в смазку в разы уменьшает трение, что приводит к солидной экономии средств в самых разных отраслях промышленности.

Несмотря на всё перечисленное, путь Шехтмана к нобелевскому олимпу был тернист. Удивительная целеустремленность молодого ученого в отстаивании истины ярко проявилась в научных спорах с выдающимся химиком, дважды лауреатом Нобелевской премии Лайнусом Полингом. Обладая огромным авторитетом в научном мире, Л.Полинг не верил в существование квазикристаллов. Он категорически заявлял: «Нет квазикристаллов, а есть квазиученые», добавив при этом: «Дани, Вы несете чепуху!». Научная позиция Полинга не допускала существование квазикристаллов. Ведь так называемый принцип цикличности организации атомов считался в кристаллографии незыблемым, а новое открытие его нарушало.

И хотя у будущего лауреата Нобелевской премии с великим Полингом были прекрасные личные отношения, убедить его израильский ученый так и не смог. Правда, после признания Полинга, что «он лично никогда не смотрит в электронный микроскоп», стало понятно, почему он не смог воспринять доводы в пользу открытия квазикристаллов. В отличие от Полинга, коллеги Д.Шехтмана подчеркивают, что Дани – «это ученый, который работает руками».

Будущий лауреат Нобелевской премии пришел к важному научному выводу:
квазикристаллы, которые внешне похожи на кристаллы, но по строению являются аморфными веществами, были выделены Д. Шехтманом в новый отдельный класс, исследование которого продолжается и расширяется. Так, в 2009 году ученые обнаружили первые природные квазикристаллы в России, на далекой от Израиля Чукотке. Минералы, найденные у реки Хатырка и содержащие алюминий, железо и медь, имеют квазикристаллическую структуру.

Даниэль Шехтман является десятым израильтянином, который удостоен Нобелевской премии, и четвертым, получившим эту премию по химии.