Quasicristalli naturali: si trovano in un meteorite siberiano

Forse non tutti sanno dell’esistenza dei quasicristalli. In natura, è stato trovato un nuovo tipo di questo strano e robusto materiale, senza che un composto identico sia stato fatto in laboratorio.

Paul Steinhardt della Princeton University ha cercato ostinatamente i quasicristalli poiché aveva predetto la loro esistenza nei primi anni ’80. Prima di allora, sapevamo solo di due tipi di solidi: i cristalli, in cui ogni atomo è disposto ordinatamente in un reticolo ripetuto, e solidi amorfi, che non hanno tale ordine. I quasicristalli sono quasi cristalli, ma infrangono le regole: i loro schemi accurati non si ripetono mai esattamente.

Il primo quasicristallo sintetico è stato coltivato in laboratorio nel 1982 e ora ci sono più di 100 tipi di riproduzioni da laboratorio. Ma questo è solo il terzo tipo trovato in natura – tutti e tre provenienti dal meteorite Khatyrka della Russia nord-orientale del 2009. La composizione approssimativa dei primi due è stata creata in un laboratorio in passato.

Trovare un nuovo esempio in natura ci consente di continuare a scrivere una ricetta per creare nuovi quasicristalli da zero, afferma Steinhardt. Per prima cosa, tutti e tre sembrano richiedere l’alluminio metallico, che si lega naturalmente all’ossigeno tranne che in questo meteorite.

Il nuovo quasicristallo ha una struttura molecolare simile al primo, ma una chimica leggermente diversa: entrambi sono fatti di alluminio, rame e ferro, ma in proporzioni diverse. Steinhardt e il suo team hanno raccolto campioni del meteorite Khatyrka nel 2011 e hanno trovato il nuovo materiale in un chip inferiore a mezzo millimetro.

“È difficile cercare sistematicamente queste cose, perché stiamo parlando di grani che sono in genere di decine, o forse di poche centinaia di micron, e si deve guardare attraverso un gigantesco meteorite ad ogni piccola grana di quelle dimensioni“, dice Steinhardt. “A meno che tu non sia completamente pazzo come lo eravamo noi, non lo faresti“.

Steinhardt e i suoi collaboratori sperano che questa scoperta porti a ulteriori ricerche sistematiche. Ora che sappiamo che possiamo trovare nuovi quasicristalli in natura, potrebbe valerne la pena.

Impatto violento?

Steinhardt mirava a saperne di più su come si formano i quasicristalli. Basandosi sulla struttura e sui modelli di fusione del meteorite Khatyrka, lui e il suo team credono che i quasicristalli si siano formati attraverso una sorta di impatto violento nello spazio, come una collisione tra due asteroidi. Studiare i quasicristalli naturali e il meteorite da cui sono pervenuti nel dettaglio potrebbero insegnarci l’ambiente nel primo sistema solare che ha portato alla loro esistenza.

Trovare nuovi quasicristalli in natura potrebbe anche aprire la strada a nuovi metodi per produrli in laboratorio. Con la composizione di questo nuovo quasicristallo a mano, dovrebbe essere facile sintetizzarlo. “Una volta che conosci la risposta, non è così difficile da riprodurre“, afferma Steinhardt.

Ma come per gli altri quasicristalli, nessuno è abbastanza sicuro di cosa potrebbe essere usato. Steinhardt ha una sorta di padella rivestita di quasicristalli che sfrutta la loro natura dura e scivolosa, ma non sono state ancora trovate altre applicazioni pratiche.