Szilárda
-2 °C
7 °C

A kvázikristályok atyjáé a kémiai Nobel-díj

2011.10.05. 12:07

Staffan Normark a svéd tudományakadémia titkára magyar idő szerint szerda délelőtt 11 óra 45 perckor jelentette be az idei kémiai Nobel-díjas nevét. Az elismerést az izraeli Daniel Shechtman kapta, kvázikristályok felfedezésével és készítésével kapcsolatos munkáiért. Érdekesség, hogy Shechtmant főként fizikusként tartják számon, több rangos díjat, többek között a Wolf-díjat is fizikusként kapta. Az anyagtudományok azonban a kémia és a fizika határán mozognak, így végső soron nem meglepő a díj.

Daniel Shechtman
Daniel Shechtman
Fotó: Jonathan Nackstrand

A kvázikristály az anyag alakításának egy korábban nem ismert elve, amit Shechtman és csoportja a nyolcvanas években írt le. A kvázikristály átmenet a kristályos és az amorf anyagszerkezet között, mert bár a kristályokhoz hasonló elrendeződést mutat, nincs olyan elemi cella, amelyből kirakható lennének.

„Ma már ugyanúgy a kristályok közé soroljuk a kvázikristályokat, mert a nemzetközi krisztallográfiai unió megváltoztatta a kristáty definícióját. Korábbi meghatározásuk szerint csak a szabályos és ismétlődő szerkezetű anyagok voltak kristályok” – kommentálta a díjat kérdésünkre Hargittai István akadémikus, a szerkezeti kémia professzora.

Shechtman először 1982-ben az izraeli műszaki egyetemen, a Technionon figyelt meg kvázikristályokat. A kutató ötvözeteket állított elő, és kíváncsiságának engedve eleresztette a fantáziáját, elkezdett olyan összetételeket is vizsgálni, amiktől nem remélt sokat. Egy alumínum-mangán ötvözetben az elektronmikroszkóp olyan ötös szimmetriát látott, amiről addig mindenki azt hitte, hogy lehetetlen. „Évekkel korábban egy vizsgáján éppen ez volt a feladata, hogy matematikai módszerekkel bizonyítsa be, nem létezik ötös szimmetria” – mondta Hargittai. „De ő nem hitt ennek az – egyébként nagyon szilárd – dogmának, és tovább kutatott. Két évvel később, 1984-ben megjelentette az a tanulmányt, ami részletesen leírta a kvázikristályokat, ezt a dolgozatot utána több ezer publikáció hivatkozta. Előtte sokan kigúnyolták őt, amiért egy ilyen megdönthetetlennek hitt dogmát próbál megcáfolni, ezért nemcsak nagyszerű megfigyelése, hanem állhatatossága miatt is tisztlehetjük Shechtmant.”

A kvázikristályokat azóta természetben is sikerült megfigyelni. A kvázikristályokat felfedezésük óta többek között védőbevonatokban próbálták használni, de Hargittai szerint az alkalmazások lassabban érkeznek, mint eredetileg számítottak rá. „Remek termikus tulajdonságai vannak, ezért például azt remélik, hogy belsőégésű motorokban jelentősen lehet csökkenteni vele az olajfogyasztást, de egyelőre még nem történt ilyen áttörés. A felfedezésnek azonban így is olyan nagy jelentősége van az anyagtudományokban, hogy nem lehetett már várni a Nobellel.

Új gyógyszereket köszönhetünk a tavalyi díjazottaknak

Tavaly hárman kapták megosztva az elismerést: az amerikai Richard F. Heck, a japán Negisi Ei-icsi és a szintén japán születésű Szuzuki Akira. A kutatók a „szerves szintézisben palládium által katalizált keresztkapcsolások létrehozásáért” kapták az díjat. A keresztkapcsolási reakciók új és hatékony módszereket adtak szénatomok összekapcsolására és olyan komplex molekulák építésére, amiket a gyógyszeriparban alkalmaznak.

Az idei első Nobel-bejelentés hétfőn volt, akkor az orvosi Nobel-díj nyerteseit nevezték meg: az amerikai Bruce Beutler, a luxemburgi Jules Hoffmann és a kanadai születésű Ralph Steinman érdemesült a kitüntetésre. Beutler és Hoffmann a természetes immunitás alapvető mechanizmusainak megismeréséért, Steinman pedig az adaptív immunitás működése, illetve az abban fontos szerepet betöltő dendritikus sejtek felfedezésért kapta a díjat. A bejelentés után nem sokkal kiderült, hogy Steinman nem érhette meg a rangos elismerést, mert néhány napja. szeptember 30-án meghalt.

Kedden a fizikai Nobel-díjasok neveit közölték. Ebben a kategóriában az amerikai Saul Perlmuttert, Brian Schmidtet és Adam G. Riesst tüntették ki. A Perlmutter, illetve a Schmidt és Riess által vezetett két kutatócsoport a kilencvenes években távoli szupernóvákat vizsgálva, egymástól függetlenül jutott ugyanarra a felfedezésre, miszerint az univerzum gyorsuló ütemben tágul. Ez nagy meglepetés volt, mert egészen addig úgy gondolták, hogy a tágulás inkább lassul. A gyorsuló tágulást azóta a titokzatos sötét energiával magyarázzák.

Saul Perlmutter
Saul Perlmutter
Fotó: Kimberly White

Hét éve magyar díjazott is volt

Magyar származású tudós utoljára 2004-ben kapott kémiai Nobel-díjat, akkor Herskó Ferenc izraeli biológust tüntették ki a test fehérjéinek lebomlását vizsgáló kutatásaiért. Herskó a díjat megosztva kapta izraeli kollégájával, Aaron Ciechanoverrel és az amerikai Irwin Rose-zal. Tíz évvel korábban, 1994-ben az Amerikában élő Oláh György kapott kémiai Nobelt a karbokationok kimutatásáért és vizsgálatáért – kutatásai révén új típusú, magas oktánszámú üzemanyagokat, illetve gazdaságos ólommentes benzint lehet előállítani.

1986-ban a Torontóban élő Polányi János megosztva, 1943-ban Hevesy György önállóan kapott kémiai Nobel-díjat. Az első magyar származású – egyébként osztrák-német – kitüntetett Zsigmondy Richárd volt, aki 1925-ben a kolloid oldatok heterogén összetételének meghatározásáért és az ultramikroszkóp feltalálásáért díjaztak.

A Nobel-díjakat idén is XVI. Károly Gusztáv svéd király adja majd át, december 10-én, a kitüntetést alapító Alfred Nobel 1896-ban bekövetkezett halálának évfordulóján. Az igazoló okmányon és az aranyérmén kívül minden díj mellé 10 millió svéd koronás (körülbelül 265 millió forint) csekk jár. Alfred Nobel tehetős svéd nagyiparos, a dinamit feltalálója 1895-ben írt végrendeletében rendelkezett úgy, hogy vagyonának kamataiból évről évre részesedjenek a tudomány és az irodalom kiválóságai, valamint azok, akik a legtöbb erőfeszítést teszik a békéért. Az alapító nem hagyott határozott instrukciókat a mindenkori Nobel-bizottságra. Utasításai szerint a díjat azoknak kell adni, akik az előző évben saját tudományterületükön a legnagyobb szolgálatot tették az emberiségnek. Az „előző évben” kitételt már régóta nem tartja be a Nobel-bizottság, mivel évtizedek is eltelhetnek, mire kiderül, hogy egy kutatás mennyire értékes.