Bis zur Entdeckung der Quasikristalle im April 1982 galt solch eine Anordnung als unmöglich. Dan Shechtman habe durch seine Entdeckung den Wissenschaftlern einen neuen Blick auf Festkörper nahe gebracht. Die Entdeckung der Quasikristalle ist die Grundlage dafür, das Wesen der Kristalle neu zu definieren.

In einem normalen Kristall sind Atome beziehungsweise Moleküle in einer periodischen Struktur, also in einem regelmäßigen Muster angeordnet, die sich in jeder der drei Raumrichtungen wiederholt. Dagegen sind in den Quasikristallen die Atome beziehungsweise Moleküle in einer unregelmäßigen Struktur angeordnet, die aber dennoch mathematischen Gesetzen folgt.

Denken Sie an die Alhambra

Um sich das besser vorzustellen, sollte man an arabische Mosaike, wie sie in der Alhambra in Granada zu finden sind, denken. Dort sind die unterschiedlichsten Muster als Fliesenbänder zu sehen. Keines der Muster wiederholt sich, aber dennoch hat das Ganze eine Regelmäßigkeit und geht auf. So ist bei den Quasikristallen lokal jedes Atom regelmäßig, gesamt aber aperiodisch, das heißt von jeweils anderem Muster umgeben.

Häme und Widerstand

Während eines Sabbaticals an der John Hopkins Universität in Baltimore entdeckte Shechtman 1982 die Quasikristalle. In einem Experiment kühlte er eine Schmelze aus Aluminium mit Mangan blitzschnell ab. Unter dem Elektronenmikroskop erkannte er die bisher unmöglich scheinende Kristallstruktur: eine fünfzählige Symmetrie. Zunächst war sich Shechtman selbst noch unsicher, zudem verlachten ihn seine Kollegen. So hatte er Probleme, seine sensationelle Entdeckung zu veröffentlichen. Doch auch nach der Publikation 1984, stieß er auf großen Widerstand, denn die Quasikristalle galten als gegenläufig zu den Naturgesetzen, wie das Nobelkomitee erinnerte. Seine Entdeckung sei "so unwahrscheinlich gewesen wie die Herstellung eines Fußballs lediglich aus Sechsecken, obwohl auch Fünfecke nötig sind".

Überfällige Ehrung für Grundlagenforschung

Nach Ansicht von Experten hat Dan Shechtman den Preis verdient. Gerhard Ertl, Chemie-Nobelpreisträger von 2007: "Das war ein Preis, der eigentlich schon vor einiger Zeit fällig gewesen wäre. Es ist wirklich eine ganz neue Art von Struktur und Materie." Die fünfstellige Symmetrie der Quasi-Kristalle widerspreche dem üblichen Ordnungsprinzip. "Im Grunde sind es eigentlich Kunstgebilde. Sie können durch besondere Präparationsmethoden von Legierungen erzeugt werden. "Primär ist es wohl Grundlagenforschung, die hier im Vordergrund steht", so Ertl. Man versuche aber, auf dieser Basis neue Stoffe zu erzeugen, die besonders fest sind oder gut leiten.

Bratpfannen, Dieselmotoren oder Rasierklingen

Nach der Bekanntgabe der Nobelpreis-Vergabe ...

In der Natur kommen Quasikristalle in verschiedenen Mineralien vor, so in einem Mineral, das 2009 in Russland entdeckt wurde. Außerdem in bestimmten Arten von Stahl, der durch ihre dichte Struktur besonders fest wird. Und mittlerweile können sie auch künstlich hergestellt werden. Noch ist es Zukunftsmusik, vorstellbar wäre aber der Einsatz dieses besonderen Stahls bei der Herstellung von Rasierklingen, Operationsgeräten, Bratpfannen und auch Dieselmotoren, um diese noch widerstandsfähiger zu machen. Denn das Interessante an Quasikristallen ist: Sie halten hohen Druck und extreme Hitze aus.

Deutsche Preiträger und Preisträgerinnen