新たな準結晶構造「青銅比準結晶」を発見 ~これまでの常識を覆し、新たな物質構造の可能性を提示~ 近畿大学

 金属比は2次方程式x2(二乗)-kx-1=0の正の解で、k=1が黄金比、k=2が白銀比、k=3は青銅比である。黄金比は正10角形準結晶や正20面体準結晶に、白銀比は正8角形準結晶(アンマン-ビーンカータイリング)に関連していることが知られている。しかし、青銅比が関係した準結晶は知られていなかった。
 今回堂寺らは、小正三角形、大正三角形、長方形の3種類のタイルを使って青銅比に基づく自己相似な6回の回転対称性を持つタイリングを発見した。さらに、分子シミュレーションを用いて、実際に青銅比準結晶ができることも示した。
 実際、最近発見された酸化物準結晶、ナノ粒子準結晶にも小正三角形、大正三角形、長方形が現れている。また、従来6回の回転対称性は結晶を示す性質と考えられていたが、その常識は今回の発見で覆されたと言える。今後は、青銅比タイリングを元に、新しい準結晶、例えば、ソフトマター※3 準結晶や、合金系準結晶などの発見が期待される。
※3 ソフトマター… 液晶、ゴム、ジェル、化粧品、インク、石鹸分子、生体膜などの柔らかい物質の総称。外部からの刺激に対してゆっくりした反応を示す

【掲載誌】
雑誌名:Nature Materials(インパクトファクター:38.891 2016)
    ※物理学、化学、応用物理学、材料科学など物質科学分野の最も著名な学術雑誌
論文名:Bronze-mean hexagonal quasicrystal(青銅比六方準結晶)

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