特拉西准晶结构之七--初期准晶结构缺乏理想的解释和科学的论证
起初，人们认为准晶态(具有长程定向有序而无周期平移序)是界于具有长程序的晶态与只有短程序的非晶态之间的一种新的物质态，甚至有人称之为二+面体玻璃(icosahedral glass),二十面体是指它具有二十面体对称，玻璃表示无长程序平移序i另一种极端的看法认为它是5.10或20个同样晶体并列在一起的孪晶.现在这两种看法都已基本被摒弃了.多数人认为准晶仍然属于晶体，有严格的位置序，只不过是不像经典晶体那样有周期性平移对称关系罢了。
英国数学物理学家R. Penrose早在1974年就设计出一种没有周期平移的5次对称拼图。它由两种菱形拼成，一种内角是720和1080菱形，另一种的内角是360和1440菱形.这两种菱形之间的连接虽无周期性但有严格的匹配规定，排错了就会产生两种菱形的位置颠倒。这种拼图中菱形的边分别指向5个相夹36-角的方向，显示5次对称特征。另一方面，这些菱形是按一定的规则连接起来的，具有5个方向平行线、而且间距上宽((L)窄(S)不等，LSLLSLSL...…排列显示准周期性。两种四边形的块数比为定值，即(了百+1)/2=1.6180，其倒数为。.6180.这种拼图称为Penrose图。
A. L. Mackay在1978-1982年首先用Penrose拼图解释晶体中5次对称存在的可能性，并称之为准点阵(quasilattice )。它的特点是两种单胞(胖、瘦两种菱形)呈非周期性排列。除了得到Penrose准点阵的5次光学衍射图外，Mackay还把这种概念推厂'到3维空间，得到具有二十面体对称的3维准点阵，它的两种单胞是胖的和瘦的两种菱形面体。由此可见，绵阳搬家在准晶发现之前，准点阵概念在晶体中就已经存在了。准晶的发现进一步促进了准晶体学的发展.Mackay的工作实际上已打开了准晶体学研究的大门。
1984年.美国宾夕法尼亚大学的P. Steinhardt和D. Levine对3维Penrose图进一步研究得出了完善的答案，提出了“准晶体”的概念.指出了“准晶体”具有无限的二十面体轴旋转对称，它是“准周期的”，而不是“非周期的、认为这种二十面体准点阵结构不是一种孤立的情况，而是属于一类新的有序结构。他们还预言，准晶体的构造单元应比通常的固体要松，具有按正二十面体分布的贯通结构的真空间。他们的研究结果并没有清楚地显示出“隐藏的对称性”.1985年，Elser应用高维((6维)超立方点阵投影的方法得到了二十面体准点阵结构，清楚地显示出“隐藏的对称性”，即高维空间对称性。
尽管一些国家的科学家发现了准晶休.但由于初期准晶结构缺乏理想的解释和科学的论证，致使准晶客观存在的真实性在一段时间内仍受到怀疑。如世界著名化学家鲍林(L. Pauling)就认为所谓准晶体是由某种复杂立方的多重孪晶构成的.几年来国内外不少学者致力于准晶结构的解释。除前面已谈到的D.Shechtman和D. Levine的解释外，P. Kramer和R. Ner认为3维Penrose图形是高维格子投影得到的;Nelse则利用在弯曲空间中二十面体周期性堆积来解释; Hiraga等提出了一个二十面体3维聚合体模型.我国著名结晶矿物学家彭志忠教授于1985^-1986年连续发表了5篇论文，运用二十面体原理和黄金中值原理，对含5次轴的准晶理论进行了较为系统的研究，创造性地提出了微粒分数维结构模型。加利维准晶结构之十八--漆黑仓库里的百宝箱
他认为:“二十面体核心向外生长时，由于二十面体不能充满空间，必然产生另一种配位多面体，两种配位多面休之间尺寸上为黄金中值比。配位多面体按Fibonacci系列排列.” |
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