"Quasikristalle" bringen Nobelpreis ein

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an den isralischen Chemiker Daniel Shechtman. Er wird für die Entdeckung der Quasikristalle ausgezeichnet. Dabei handelt es sich um feste Körper mit einer ungewöhnlichen Symmetrie der Atome, aus denen sie aufgebaut sind: Darin sind die Atome in Mustern angeordnet, die sich niemals wiederholen.

Shechtman stieß am 8. April 1982 erstmals auf eine solche Struktur, während er eine Aluminium-Mangan-Legierung studierte. Der Blick durch das Elektronenmikroskop zeigte dem Forscher ein bis dahin nicht für möglich gehaltenes Bild, die Atome verhielten sich nicht nach den damals geltenden Annahmen.

Wie im Alhambra-Palast

Festkörper sollten sich demnach entweder in periodischer Struktur, wie das bei herkömmlichen Kristallen der Fall war, oder ohne jegliche Ordnung präsentieren, wie das etwa in der atomaren Struktur von Glas der Fall ist. In den Legierungen, die Shechtman und seine Kollegen untersuchten, konnte einerseits ein hohes Maß an Ordnung festgestellt werden, andererseits waren die Strukturen komplexer und unregelmäßiger.

In normalen Kristallen halten die Atome üblicherweise gleichmäßige Abstände zueinander ein und die Struktur ihrer Anordnung wiederholt sich periodisch, etwa wie die Felder eines Schachbretts. Ein anderes Erscheinungsbild zeigen Quasi-Kristalle. Sie erinnern in der Struktur eher an islamische Mosaike, wie sie im mittelalterlichen Alhambra-Palast von Spanien zu sehen sind. Diese wiesen ebenfalls eine regelmäßige Struktur auf, deren Mustern wiederholten sich aber nicht, betonte man seitens des Nobelpreis-Komitees.

Langer Kampf um Anerkennung

Shechtman musste für die Anerkennung seiner Entdeckung lange kämpfen, erschütterte sie doch die Grundfesten der bis dahin geltenden Ansichten in der Kristallographie. Aufgrund der Neuartigkeit in ihrer Struktur wurden Quasi-Kristalle kontrovers diskutiert, was darin gipfelte, dass ihm ein Austritt aus seiner Forschungsgruppe nahe gelegt wurde.

Mittlerweile konnten Wissenschafter zahlreiche verschiedene Quasi-Kristalle herstellen und auch natürliche Formen wurden gefunden. Erkenntnisse über die Strukturen solcher Kristalle könnten zur Entwicklung härterer Stahl- und Aluminiumwerkstoffe führen, führte die israelische Wolf-Stiftung bei der Vergabe des renommierten Wolf-Preises aus, den Shechtman im Jahr 1999 gleichzeitig mit dem amerikanisch-österreichischen Mediziner Eric Kandel erhielt. Kandel wurde ein Jahr später mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet.

Innerhalb von zwei Jahren geht damit zum zweiten Mal ein Chemie-Nobelpreis nach Israel: 2009 wurde die Moekularbiologin Ada Yonath für ihre Arbeit zu den intrazellulären Ribosomen mit dem begehrten Preis ausgezeichnet.

Zur Person
Daniel Shechtman wurde 1941 in Tel Aviv geboren und schloss sein Studium 1972 am Technion, der Technischen Universität von Haifa ab. Seit 1975 arbeitete er am Institut für Materialwissenschaften des Technion, aktuell ist er ebenda Professor. Die Entdeckung der Quasi-Kristalle gelang ihm Rahmen eines Sabbaticals an der Johns Hopkins University in Baltimore (USA).