【转】我国材料科学家与2011诺贝尔奖化学奖擦肩而过 - 干细胞行业新闻干细胞之家



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eley

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发表于 2011-10-7 10:56 |只看该作者 |倒序浏览 |打印

本帖最后由 eley 于 2011-10-7 10:56 编辑
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2011年诺贝尔化学奖授给了以色列材料科学家Daniel Shechtman(达尼埃尔·谢赫特曼), 以表彰他对准晶（quasicrystals）的发现。

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谢赫特曼1941年出生于以色列的特拉维夫，现为以色列工学院工程材料系教授。1982年，他率先在实验室环境下发现准晶体“现象”。但在近30年前，谢赫特曼的这一发现曾“极具争议”，一度受到“劝告”，希望他脱离研究小组。 # @9 ^3 Z! G8 U4 s  e4 o- L
　

  　事实上，郭可信院士在1953年曾在Acta Metallurgica发表了3篇有关ηM6C，η2-（Ti,Ta）4Ni2C，Laves相和sigma相的论文。这些合金相的晶体结构中都有众多稍微畸变了的二十面体原子团簇。正二十面体是由20个正三角面围成的凸正多面体，5个正三角面围出一个正五重顶，通过每一对相对着的五重顶有一个五重旋转对称轴，通过每一对相对着的三角面中心有一个三重旋转轴；通过每一对相对着的棱的中点有一个二重旋转轴。

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1956年春天，郭先生在海牙读到周总理“向科学进军”的号召，深受感动，在五一节前回到北京，随后分配到中科院金属研究所，直到1987年才转到新成立的北京电子显微镜开放实验室。前后在沈阳工作31年，时间不算短，又正值壮年。先生本应有所作为，但是生不逢时，前后赶上“大跃进”和“文化大革命”两次大动荡，他的基础研究一直没能在祖国大地扎根。幸好在打倒四人帮后迎来了科学的第二个春天，在1983年60岁时重新开始合金相的电子显微镜研究，先生与叶恒强、李斗星同志合作在镍基和铁基合金中发现了一系列与sigma相和Laves相有关的四面体密堆合金相。先生的研究生王大能在1984年夏在这些合金相的纳米畴中发现了五重旋转对称，张泽在1985年春发现了Ti-V-Ni二十面体准晶。研究成果“五次对称性及Ti-Ni准晶相的发现与研究”在1987 年获得了国家自然科学一等奖。
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1985年初张泽去上海硅酸盐研究所做大角度倾转电子衍射实验，除了得到五重对称电子衍射图外，还得到了三重及二重对称电子衍射图，这些轴之间的夹角关系符合二十面体对称。就在这个时候（3月13日），郭院士在北京钢铁学院的研究生邹进寄来Shechtman等在 1984年11月12日在《物理评论快报》上发表的论文“一种具有长程取向序而无周期对称性的金属相”的复制件。这篇文章中叙述的合金是A1-16原子％Mn，急冷凝固后给出五重、三重、二重电子衍射图，而这些五重轴、三重轴、二重轴间的角度关系满足二十面体点群235的要求。稍后，这种金属相就被命名为准晶体（Quasiperiodic Crysta1），简称准晶（Quasicrystal）。! d6 x1 E# e8 X3 n% `  O3 c9 u
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显然，Shechtman等与郭可信院士团队做的是同一类实验，他们用的是A1-Mn合金,郭老用的是Ti-V-Ni合金，他们发表在前，郭老团队发表在后。事后郭院士才知道,Shechtman在1982年为了发展高强度铝合金，采用急冷凝固的工艺迫使更多的锰固溶在铝中（锰在5000C时在铝中的固溶度仅为0.2原子％）。那时他就得到了五重对称电子衍射图，为此，他请教了冶金学权威J.W.Cahn，得到的答复是这是五重孪晶的复合电子衍射图。Shechtman 没有被说服，继续做细致的电镜实验才在1984年肯定它是二十面体准晶。当然，郭团队的Ti-V-Ni二十面体准晶是独立的发现，并且是首次在Ti合金中的发现。3 A; G! ]  {3 V6 ^
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值得指出的是，郭院士团队发现Ti-V-Ni准晶的过程中并没受到五重孪晶这种想法的干扰，因为蒋维吉同时已经得到NiZr五重孪晶，它的高分辨像与张泽得到的Ti-V-Ni准晶的高分辨像（经邹本三同志做过图像处理）不一样。前者显示取向差为720的5个二维周期分布的像点，后者是呈五重旋转对称的非周期分布的像点。郭院士他们写了“一种新的具有m3 5对称的二十面体相”和“急冷NiZr合金的十重孪晶”两篇简报在1985年的同一期Phi1osophica1 Magazine A中刊出。两相对应，说服力很强。Shechtman的合作者Gratias称郭可信院士的Ti-V-Ni准晶为中国相（China Phase），并邀请郭可信院士去参加他在法国组织的第一届国际准晶会议，会议报告题目是“From Frank-Kasper Phases to Quasicrystal”，说明准晶是研究四面体密堆合金相的直接结果，同时指出准晶与四面体密堆合金相都是由二十面体原子团簇构成的，只不过它们在准晶中呈非周期排列，而在四面体密堆合金相中呈三维周期性排列。# O4 N3 I9 P( I$ i* W0 V; p6 Q
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   该团队产生的中国科学院院士有：郭可信院士(1980年)、叶恒强院士（1991年）、张泽院士（2001年）。' o0 P8 N) P2 G2 E; z, }

   文字内容摘自沈阳材料科学（联合）实验室《五重旋转对称和二十面体准晶的发现-郭可信》
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遗憾的是，郭可信先生于2006年12月13日22时45分在北京大学第三医院因病逝世。如果先生在世，不知有何感慨？如果没有文化大革命，先生领导的团队也许不会有遗憾。

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现在有人认为，基础研究不重要，这一现象值得我们科技界深思！！！


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后记:    发表此文后，才注意到金属所相关专家已发表了博文：2 X$ P, o8 l/ c- K! f5 B$ I
准晶：被双料诺奖得主鲍林斥为Nonsense的伟大发现
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                                       Daniel Shechtman （图片来自网络）
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   Shechtman first observed crystals with 10 points using a technique shown in the X-ray crystallography image above. That meant they had pentagonal symmetry, which most scientists said was impossible. ) N: Y4 S3 p( f; b3 ]

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