45亿年陨石被发现存在“不可能”神奇合金图

2015年3月21日星期六

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。

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，是有趣的科学之谜。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。

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，英国《每日邮报》3月19日报导引述斯坦哈德博士的话说：“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。”

该发现发表于2015年3月13日的《科学报导》(Scientific Reports)。

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。

来源：探索