Presentación elaborada por Margarita García López en el curso en línea del CRIF "Las Acacias" Ciencias para el Mundo Contemporáneo.

3. • Dan Shechtman, nació en 1941 en Tel
Aviv.
• Obtuvo su Máster (licenciatura) en
ciencias en ingeniería de materiales en
1968.
• Se doctoró, en 1972, en ingeniería de
materiales del Instituto Technion de
Israel.
• Tras doctorarse, trabajó en el
Laboratorio de Investigación
Aeroespacial de la Base Aérea Wright-
Patterson, en Ohio, donde durante tres
años se ocupó de la microestructura y
las propiedades físicas y metalúrgicas
de aluminuros de titanio.
• En 1975 se incorporó al departamento
de ingeniería de materiales en el
Technion.

4. • Entre 1981 a 1983 trabajó
en la Universidad Johns
Hopkins con aleaciones
de aluminio, donde en
abril de 1982 descubrió la
estructura de los
cuasicristales.
• Actualmente es profesor
del Instituto de
Tecnología de Israel
(Technion), en Haifa.
• En octubre del 2011 fue
galardonado con el
Premio Nobel de Química
por el descubrimiento de
los cuasicristales.

6. • En 1912, el científico alemán Von
Laue, descubrió que la mayoría de los sólidos
poseen estructuras cristalinas, regulares y
periódicas.
• Según la teoría de los cristales, en la materia
sólida cristalina los átomos se ordenan
siguiendo un patrón simétrico que se repite
hasta el infinito.
• Las simetrías de un cristal son de dos tipos:
simetría de traslación y simetría de rotación.

7. Este tipo de simetría significa que la estructura del
cristal es periódica, o sea que es la misma
alrededor de todas sus celdas elementales.

8. • Este tipo de simetría implica que la estructura del cristal
se mantiene invariante si se le aplica una rotación de un
cierto ángulo.
• En nuestro mundo tridimensional, esos ángulos de
rotación están limitados a unos pocos valores, en
concreto, 180º (simetría de rotación de orden 2), 120º
(simetría de rotación de orden 3), 90º (simetría de
rotación de orden 4) y 60º (simetría de rotación de orden
6).
• Esta limitación viene impuesta por la forma que deben
tener las celdas elementales para, como en un
rompecabezas, encajar unas con otras y llenar todo el
espacio. En nuestro universo conocido las celdas nunca
podrían ser pentagonales.

9. Por ejemplo, una
simetría de rotación
de orden 6, significa
que si giramos la
figura 1/6, una sexta
parte de una vuelta
completa como si
fuera una
rueda, acabamos
con una nueva
orientación
Cristal de hielo con simetría de
indistinguible de la rotación de orden seis (imagen
difracción de electrones, 108
posición inicial. aumentos)

10. • Hasta 1982, nadie había
hablado ni descrito cristales
que no fueran periódicos.
• Shechtman, hizo tambalearse
la teoría de
cristales, considerada como
firme e irrefutable hasta la
década de 1980.
• Para los científicos, «esta
repetición era imprescindible
para obtener un cristal».

12. El 8 de abril de 1982, Dan Shechtman, al observar al microscopio
electrónico, una aleación artificial de aluminio y magnesio fundido
que había sido previamente congelada, encontró algo que no
esperaba:

13. Una estructura que presentaba una simetría de
rotación de orden 5. El material no era amorfo,
puesto que presentaba una estructura simétrica;
pero tampoco era cristalino, puesto que la
simetría de rotación de orden 5 es incompatible
con la simetría de traslación.

14. • Para describir este nuevo
material, se acuñó el
término "cuasicristal".
• Un cuasicristal es un
sólido que presenta una
estructura ordenada
pero no periódica. Es
decir, sus átomos están
perfectamente
ordenados en un patrón
geométrico que nunca se
repetía.

15. Los cuasicristales y el arte
• La estructura de los
cuasicristales, guarda una
relación con las teselaciones
aperiódicas o conjuntos finitos
de figuras geométricas con las
que es posible cubrir el plano
de una manera no periódica.
• Muchos motivos de las
teselaciones aperiódicas se
encuentran en mosaicos
decorativos islámicos
medievales.
• En estos mosaicos, al igual que Mosaico de la Alhambra
en los cuasicristales, las formas de Granada
son regulares, siguen normas
matemáticas, pero nunca se
repiten a sí mismas.

16. Cuasicristales: propiedades
Los cuasicristales se han revelado como
materiales de propiedades muy
interesantes, son:
• Duros.
• Resistentes a la deformación.
• Antiadherentes.
• Muy malos conductores de la electricidad.

17. Cuasicristales: usos
• Estas propiedades los hacen
muy adecuados para la
fabricación de materiales con
recubrimientos protectores
antiadherentes, como sartenes y
otros utensilios de
cocina, resultando mucho más
resistente que el actual teflón.
• El acero reforzado con
partículas
cuasicristalinas, es
extremadamente fuerte y
no se corroe. Esto lo
convierte en idóneo para
fabricar cualquier objeto
que esté en contacto con
la piel, por
ejemplo, cuchillas de
afeitar o material
quirúrgico.

19. • La imagen “cuasicristalina”
que surgió en el
microscopio electrónico
ante los ojos de
Shechtman, contradecía
las leyes de la naturaleza.
• Shechtman fue
boicoteado, se le invitó
incluso a abandonar su
grupo de investigación y
fue sometido a todo tipo de
críticas y humillaciones
científicas por parte de
numerosos colegas; entre
ellos Linus Pauling, dos
veces premio Nobel de
Química. “Shechtman dice tonterías. No hay
cuasicristales sino cuasicientíficos”.
Linus Pauling (1901-1994)

20. • Shechtman, en lugar de
rendirse, y a pesar de que muy
pocos creían en la existencia de
sus cuasicristales, demostró ser
uno de esos científicos
tenaces, que creen en lo que
hacen.
• Inició una dura batalla contra la
ciencia establecida, y con el paso
de los años, su trabajo ha sido
reconocido, y la comunidad
científica ha comprendido y
aceptado la veracidad de sus
experimentos y resultados.
"Fui ridiculizado, mis colegas me trataron mal y el jefe de mi
laboratorio se acercó a mí con una sonrisa
condescendiente, puso un libro en mi escritorio y me dijo:
'Danny, ¿por qué no lees esto y ves que lo que estás
diciendo es imposible?”

21. Nueva definición de cristal
• El método científico ha sobrevivido una vez más
a la adversidad de lo ya establecido.
• La Unión Internacional de Cristalografía, se vio
obligada, en 1992, a revisar la definición clásica
de cristal.
• Un cristal es tan solo un sólido con un patrón de
difracción concreto; es decir un tipo de materia
que origina patrones de difracción similares a
aquellos descritos por Shechtman.

22. “La educación empieza en la “Si crees en lo que haces
guardería. Es difícil educar a y has descubierto, lucha
los padres pero es fácil por ello”
educar a los niños. Donaré el
premio de 1.5 millones de
dólares recibido con el Nobel
a la educación y ciencia”
“La principal lección que he aprendido con el paso del tiempo es
que el buen científico es aquel que es humilde y sabe escuchar y
no el que está seguro al 100% de todo lo que lee en los libros”

23. Presentación realizada por:
Margarita García López