긴키대학 이공학부 이학과의 도지 지성 교수 등의 연구 그룹은 '청동비'로 구성된 준결정 타일링을 세계 최초로 발견했다.이 성과는 영국 과학지 'Nature Materials'에 2017년 8월 15일부(일본 시간)로 게재되었다.

 고체에는 원자와 분자가 같은 패턴으로 늘어선 '결정'과 뭉툭하게 늘어선 '비정질' 밖에 없다고 생각되어 왔지만, 언뜻 보면 흔들림이지만 일정한 규칙성을 가진 '준결정'을 1984년 이스라엘의 과학자가 발견하고 새로운 구조와 성질을 가진 물질을 만들 수 있는 가능성이 태어났다.인간이 아름답다고 느끼는 비율 '금속비' 중 황금비는 정 10각형 준결정이나 정 20면체 준결정에, 백은비는 정 8각형 준결정과 관련되어 있는 것으로 알려져 있다.그러나, 청동비에 관해서는, 지금까지 관련된 준결정은 알려져 있지 않았다.

 이번 그룹은 소정삼각형, 대정삼각형, 직사각형의 3종류 타일을 사용하여 청동비로 구성된 준결정 타일링을 세계 최초로 발견했다.준결정 형성 시뮬레이션에서도 2014년에 생성을 확인하고 있어 이론뿐만 아니라 실제로 청동비준결정이 작성가능하다는 것을 보여주었다.또, 종래, 6회의 회전 대칭성은 결정을 나타내는 성질이라고 생각되고 있었지만, 그 상식을 이번 발견으로 뒤집어 새로운 물질 구조의 가능성을 제시했다.

 이 연구 성과를 살려 앞으로는 액정이나 고무, 젤 등의 소프트마터 준결정이나 합금계 준결정 등의 발견이 기대된다.

논문 정보 : 【Nature Materials】 Bronze-mean hexagonal quasicrystal

긴키 대학

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