基本解釋

　　準晶體亦稱為“準晶”或“擬晶”，是一種介于晶體和非晶體之間的固體。具有與晶體相似的長程有序的原子排列，但是不具備晶體的平移對稱性。根據晶體局限定理(crystallographic restriction theorem)，普通晶體只能具有二次、三次、四次或六次旋轉對稱性，但是準晶的布拉格衍射圖具有其他的對稱性，例如五次對稱性或者更高的如六次以上的對稱性。獲得2011年諾貝爾化學獎的丹·舍特曼是第一個正式報道發(fā)現了準晶的人。1984年他和以色列理工學院的同事們在快速冷卻的鋁錳合金中發(fā)現了一種新的金屬相，其電子衍射斑具有明顯的五次對稱性。

　　準晶體 - 定義

　　準晶體是一種介于晶體和非晶體之間的固體。物質的構成由其原子排列特點而定。原子呈周期性排列的固體物質叫做晶體，原子呈無序排列的叫做非晶體，介于這兩者之間的叫做準晶體。準晶體具有獨特的屬性，其堅硬又有彈性、非常平滑，而且，與大多數金屬不同的是，其導電、導熱性很差，在日常生活中可用來制造不粘鍋、發(fā)光二極管、熱電轉化設備等。

　　準晶體 - 發(fā)現

　　20世紀80年代初以前，科學界對固態(tài)物質的認識僅限于晶體與非晶體，而隨著以色列化學家丹尼爾·舍特曼的一次偶然發(fā)現，固體物質中一種“反常”的原子排列方式跳入科學家的眼界。從此，這種徘徊在晶體與非晶體之間的“另類”物質闖入了固體家族，并被命名為準晶體。

　　1982年4月8日，丹尼爾·舍特曼在鋁錳合金冷凍固化實驗中首次觀察到合金中的原子以一種非周期性的有序排列方式組合，具有這種原子排列方式的固體在當時理論下是不可能存在的。

　　1984年底，丹尼爾·舍特曼等人宣布，他們在急冷凝固的Al Mn合金中發(fā)現了具有五重旋轉對稱但并無無平移周期性的合金相，在晶體學及相關的學術界引起了很大的震動。不久，這種無平移同期性但有位置序的晶體就被稱為準晶體。

　　準晶體概念提出之時，權威界認為其顛覆了固態(tài)物質的分類方式，被認為是無稽之談，受到巨大質疑，丹尼爾·舍特曼也被迫離開研究團隊。然而在此基礎上，化學家成功在實驗室中合成出多種準晶體結構。

　　2009年，意大利佛羅倫薩大學的科學家盧卡·賓迪和同事在俄羅斯東部哈泰爾卡湖獲取的礦物樣本中發(fā)現了天然準晶體，這種新礦物質由鋁、銅和鐵組成。分析表明，“準晶體”這種結構能天然形成而且也能在自然環(huán)境下保持穩(wěn)定。

　　準晶體 - 結構

　　物質的構成由其原子排列特點而定。晶體是指原子呈周期性排列的固體物質，單晶體都具有有規(guī)則的幾何形狀，像食鹽晶體是立方體、冰雪晶體為六角形。而原子呈無序排列的則叫做非晶體，非晶體沒有一定的外形，介于這兩者之間的叫做準晶體。也就是說，準晶體具有完全有序的結構，然而又不具有晶體所應有的空間周期性。

　　人們普遍認為，準晶體存在偏離了晶體的三維周期性結構，因為單調的周期性結構不可能出現五重軸，但準晶體的結構仍有規(guī)律，不像非晶態(tài)物質那樣的近距無序，仍是某種近距有序結構。

　　盡管有關準晶體的組成與結構規(guī)律尚未完全闡明，它的發(fā)現在理論上已對經典晶體學產生很大沖擊，以致國際晶體學聯合會建議把晶體定義為衍射圖譜呈現明確圖案的固體(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)來代替原先的微觀空間呈現周期性結構的定義。

　　準晶體 - 區(qū)別

　　與非晶質體的區(qū)別在于其內部質點在三維空間的排布是有規(guī)則的;

　　與晶體的區(qū)別在于其規(guī)律性并不表現為質點的周期性平移重復，而是配位多面體呈自相似的定向有序分布。

　　準晶體 - 應用

　　準晶材料的應用主要作為表面改性材料，以及作為增強相彌散分布于結構材料中。在實際生活中，準晶體早已被開發(fā)為有用的材料。最常見的不粘鍋炊具，因為準晶材料具有耐蝕耐磨等特點，用于不粘鍋表面更抗腐。

　　在隔熱性能方面，相比泡沫、纖維、金、銀、鎳、鋁箔等傳統(tǒng)隔熱材料，準晶體具有密度小、耐蝕和耐氧化的優(yōu)點，在航空和汽車工業(yè)的發(fā)動機等部件中，有非常大的應用價值。

　　以前，航空航天工業(yè)中，飛機座艙和駕駛艙內常用泡沫塑料、超細玻璃棉、高硅氧棉等材料，而現在，科學家們正研究用準晶體材料來替代這些傳統(tǒng)材料。此外，準晶體還被用作太陽能工業(yè)薄膜材料。因為準晶體具有特殊的光學性能(高的紅外傳導率)和足夠的熱穩(wěn)定性(抗氧化及擴散穩(wěn)定性)，可應用于太陽熱能工業(yè)。

　　此外，準晶體材料還可以作為結構材料增強相的應用、儲氫材料、半導體材料以及熱致發(fā)電材料等。目前各國化學家也正在研究準晶體材料在真空鍍膜、離子注入、激光處理、電子轟擊、電鍍等方法制備準晶膜的應用。

　　在生物學中，Bernal 和 Fankuchen (1937) 對純化的TMV(煙草花葉病毒)制劑應用了X射線分析法。他們獲得了病毒(粒體)桿寬度的準確估值，而且表明用鹽使病毒沉淀產生的、有規(guī)則地進行二維排列的針形體應為準晶體(paracrystal)而非真晶體。