De Israëlische kristaldeskundige Daniel Shechtman heeft vandaag de Nobelprijs voor Chemie gekregen.
Daniel Shechtman ontdekte begin jaren tachtig dat er niet alleen kristallen bestaan waarin de atomen in een steeds terugkerend patroon zijn geordend, maar dat er ook vormen zijn met een oneindig patroon zonder herhaling. Deze patronen zijn bekend van middeleeuwse, Arabische mozaieken. De ontdekking van deze quasikristallen zette de fundamentele principes van de kristallografie op zijn kop.
Het gebeurt niet vaak dat Nobelprijs-winnend onderzoek terug te voeren is naar één waarneming. Op 8 april 1982 zag Daniel Shechtman een stippenpatroon in zijn elektronenmicroscoop dat niet klopte met alles wat er bekend was over kristallen. De atomen in gewone kristallen zijn omringd door drie, vier of zes buren. Die omringing zorgt voor een oneindig herhalend patroon in het kristal. Een kristal waarin een atoom vijf of tien buren heeft is onmogelijk, dacht men wiskundig te hebben bewezen; net zo onmogelijk als het maken van een voetbal met enkel zeshoeken. Toch wees het stippenpatroon dat Shechtman zag op zo’n onmogelijke ordening.
Maar niemand geloofde hem. Terwijl hij probeerde zijn werk te publiceren, moest hij zelfs zijn vakgroep verlaten. Maar Shechtman wist dat het klopte wat hij zag. Met een combinatie van vaardigheid, geluk en hard werk wist hij te bewijzen dat quasikristallen echt bestaan, aldus het Nobelcomité.
“Toen duidelijk werd dat quasikristallen echt bestaan, sloeg dat nieuws in als een bom”, herinnert kristallograaf Elias Vlieg (Radboud Universiteit Nijmegen) zich. “Kristallografie is een fundamenteel vakgebied. Dit was iets dat absoluut niet kon. Shechtman heeft met experimenten laten zien dat de werkelijkheid soms wat genuanceerder is dan de theorie. Ik vind het terecht dat hij daarvoor nu de Nobelprijs heeft gekregen.”
Praktische toepassingen zijn er nog weinig, zegt Vlieg, hoewel quasikristallen bijzondere eigenschappen hebben. Ze zijn gemaakt van metaallegeringen van bijvoorbeeld aluminium, koper en ijzer, zijn hard en bros, en isoleren warmte en elektriciteit goed. Verder heeft het oppervlak een lage wrijvingscoëfficient, wat betekent dat het geschikt is als anti-aanbaklaag in een pan of bijvoorbeeld wiellagers.
Tekst: Bastienne Wentzel