{"id":83,"date":"2016-06-13T15:34:11","date_gmt":"2016-06-13T13:34:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.werkstoff-blog.de\/?p=83"},"modified":"2026-03-30T15:40:49","modified_gmt":"2026-03-30T13:40:49","slug":"nobelpreis-fuer-chemie-2011-an-einen-werkstoffwissenschaftler-vergeben","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.werkstoff-service.de\/blog\/nobelpreis-fuer-chemie-2011-an-einen-werkstoffwissenschaftler-vergeben\/","title":{"rendered":"Nobelpreis f\u00fcr Chemie 2011 an einen Werkstoffwissenschaftler vergeben!"},"content":{"rendered":"

Daniel Shechtman erh\u00e4lt den diesj\u00e4hrigen Nobelpreis f\u00fcr Chemie f\u00fcr seine Entdeckung, dass Atome in Metallen sich in nichtperiodischen, f\u00fcnfz\u00e4hligen, quasikristallinen Strukturen anordnen k\u00f6nnen. Was bedeutet das nun, und worin besteht die Leistung von Shechtman?<\/p>\n

Um das besser zu verstehen, wechseln wir den Beruf und werden Fliesenleger. Die jungen Fliesenleger lernen, dass man einen Raum l\u00fcckenlos mit dreieckigen, viereckigen oder sechseckigen Fliesen f\u00fcllen kann. Das zeigen die Bilder. Eine dreieckige, gleichschenklige Fliese kann man 3 x um 120\u00b0 drehen und in jedem der drei F\u00e4lle w\u00fcrde sie wieder in das Fliesenmuster passen. So etwas nennt man dreiz\u00e4hlige Symmetrie. Viereckige Fliese k\u00f6nnten wir 4 x um 90\u00b0 drehen und sechseckige Fliese sogar 6 x um 60\u00b0, ohne dass sich irgendetwas \u00e4ndert. Wir k\u00f6nnen eine Fl\u00e4che l\u00fcckenlos mit drei-, vier- oder sechseckigen Fliesen f\u00fcllen und erhalten dabei in jeder Richtung ganz periodische Anordnungen \u2013 Fliese f\u00fcr Fliese f\u00fcr Fliese \u2026<\/p>\n

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\u00c4hnliche Strukturen finden die Werkstoffwissenschaftler auch in Metallen. Atome ordnen sich in periodischen Kristallstrukturen, deren Symmetrie z.B. dreiz\u00e4hlig, vierz\u00e4hlig (Quadrat: 4 x 90\u00b0) oder sechsz\u00e4hlig ist. Eins aber war immer ein Tabu f\u00fcr die Werkstoffwissenschaftler \u2013 eine f\u00fcnfz\u00e4hlige Symmetrie. Ganz analog zum Fliesenleger, der mit f\u00fcnfeckigen Fliesen keine Fl\u00e4che l\u00fcckenlos ausf\u00fcllen kann.<\/p>\n

Wie erkennen die Werkstoffleute solche Symmetrien? Nat\u00fcrlich nicht direkt mit dem blo\u00dfen Auge \u2013 daf\u00fcr sind unsere \u201eMetall-Flie\u00dfen\u201c viel zu klein. Werkstoffwissenschaftler nutzen indirekte Nachweise \u2013 z.B. durch die Beugung von Elektronen- oder R\u00f6ntgenstrahlen. Das Bild zeigt ein vierz\u00e4hliges Elektronen-Beugungsmuster eines Metalls, in dem die Atome \u201ew\u00fcrfelf\u00f6rmig\u201c angeordnet sind. Shechtman fand nun aber Beugungsmuster, die f\u00fcnfeckig waren. Das war \u201everboten\u201c!<\/p>\n

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Kehren wir mit diesem Gedanken zur\u00fcck zu unseren Fliesenlegern und stellen uns vor, dass es eine \u201egoldene Regel\u201c in der Fliesenlegerinnung gibt, die hei\u00dft: \u201eAnordnungen mit f\u00fcnfz\u00e4hliger Symmetrie sind unm\u00f6glich\u201c. Und nun kommt \u201eFliesenleger Shechtman\u201c und sagt: \u201eIch hab was F\u00fcnfeckiges gefunden\u201c. Wie begeistert wird die Fliesenlegerinnung wohl gewesen sein? Gar nicht! Shechtman musste mehrere Jahre k\u00e4mpfen, um seine Ergebnisse gegen den Widerstand der \u201eetablierten Wissenschaft\u201c \u00fcberhaupt ver\u00f6ffentlichen zu d\u00fcrfen. Seine Ergebnisse wurden von anerkannten Gelehrten als falsch oder als Spinnerei abgetan. Den Nobelpreis erh\u00e4lt er circa 30 Jahre nach seiner Entdeckung.<\/p>\n

Wie k\u00f6nnen sich Atome in f\u00fcnfz\u00e4hligen Strukturen anordnen, obwohl man mit F\u00fcnfecken keine Fl\u00e4che l\u00fcckenlos f\u00fcllen kann? Wie das geht, zeigt das Bild:<\/p>\n

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Man nehme zwei spezielle Typen von gleichseitigen Rauten (also Vierecken!), deren spitze Winkel 72\u00b0 bzw. 36\u00b0 betragen und ordne sie, wie im Bild dargestellt. Die Fl\u00e4che ist nun vollst\u00e4ndig gef\u00fcllt, aber wir erhalten keine periodische Anordnung wie bei den drei-, vier- und sechseckigen Fliesenmustern. Wenn man sich genauer ansieht, in welche Richtungen die Kanten der Rauten zeigen, so findet man f\u00fcnf unterschiedliche Richtungen \u2013 das ist unsere f\u00fcnfz\u00e4hlige Symmetrie! Ordnen sich Atome so an, dann nennt das der Werkstoffwissenschaftler Quasikristall \u2013 soll hei\u00dfen, es gibt keine periodische Regelm\u00e4\u00dfigkeit, aber es gibt auch keine L\u00fccken.<\/p>\n

Wof\u00fcr hat Shechtman nun den Nobelpreis bekommen?
\n\u2022 Weil er Einzigartiges gefunden hat.
\n\u2022 Weil er Revolution\u00e4res gedacht hat.
\n\u2022 Weil er seine \u00dcberzeugung verteidigt hat.
\n\u2022 Weil er die Welt der Werkstoffwissenschaften ver\u00e4ndert hat.
\n\u2022 Und au\u00dferdem haben Quasikristalle ganz interessante und n\u00fctzliche Eigenschaften \u2026<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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