Chuẩn tinh thể giải Nobel Hóa học 2011

Giải Nobel Hóa học năm 2011 được trao cho Daniel Shechtman người Israel về khám phá ra chuẩn tinh thể.

Đây là giải Nobel về Hóa nhưng về nội dung khó phân biệt là Hóa hay Lý. Điều đặc biệt là kết quả nghiên cứu của Shechtman đưa đến giải Nobel này đã làm đảo lộn chân lý được đưa vào sách giáo khoa, dẫn đến những ứng dụng rất cao cấp và cả ở đời thường.

1. Điều cho phép và điều cấm kỵ ở tinh thể học

Tinh thể học là môn khoa học chung cho cả Hóa và cả Lý, được các nhà khoáng vật học và địa chất sử dụng rất rộng rãi. Do ban đầu nhìn bề ngoài của nhiều tinh tể tự nhiên như thạch anh, muối, canxit... có hình dạng rất cân xứng, góc cạnh rõ ràng và các góc đo được rất nhất định người ta giả thiết là tinh thể như được cấu thành từ những viên gạch con hình hộp (nói chung là xiên) sắp xếp trật tự, khít nhau. Về sau khi đã biết được nguyên tử, phân tử, lại được tia X soi sáng, các nhà khoa học trên toàn thế giới đã thống nhất định nghĩa tinh thể: “là chất do các nguyên tử, phân tử hay ion tạo thành sắp xếp theo trật tự điều hòa, lặp lại theo cả ba chiều”. (hình 1)

Trật tự lặp lại theo cả ba chiều tức là trật tự tuần hoàn được biểu diễn hình học bằng một mạng lưới không gian, cả mạng lưới vô tận xem như từ một hình hộp gọi là ô mạng cơ bản tịnh tiến cả ba chiều theo phương của cạnh hình hộp với chu kỳ tịnh tiến là chiều dài của cạnh hình hộp.

Với định nghĩa tinh thể theo cách toán học chặt chẽ như vậy, cũng bằng chứng minh toán học người ta đã tìm được nhiều quy luật của chất có cấu trúc tinh thể. Quy luật mà sách giáo khoa về tinh thể học nào cũng nói ở các chương đầu là tinh thể chỉ có thể có các trục đối xứng bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4 và bậc 6. Nói rằng tinh thể có trục đối xứng bậc n nghĩa là quay tinh thể quanh trục đó một góc 360o/n tinh thể sẽ trùng với chính nó. Vậy là đối quay đối xứng quanh trục với các góc là 360o (không quay), 180o, 120o, 90o và 30o. Ngoài 5 trục đối xứng ấy ra, không thể có trục đối xứng đối xứng nào khác. Thí dụ nói rằng tinh thể có trục đối xứng bậc 5 hoặc bậc 7... là nói sai, nói ngược với sách giáo khoa. (hình 2)

Tinh thể học có một cơ sở toán học rất vững chắc nhưng cũng có các phương tiện thực nghiệm rất hữu hiệu để kiểm tra trực tiếp. Vì các nguyên tử rất nhỏ đồng thời nắm rất khít nhau cấu thành tinh thể nên với mắt thường, ngay cả dùng những kính hiển vi hiện đại cũng không thể thấy được bên trong tinh thể các nguyên tử sắp xếp thế nào. Nhưng từ khi phát hiện ra tia X, đã hơn 100 năm nay, người ta đã biết cách chiếu tia X vào tinh thể quan sát hình ảnh nhiễu xạ tia X do tinh thể gây ra để gián tiếp thấy được cách sắp xếp các nguyên tử trong tinh thể. Đó là vì tia X là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, nhỏ hơn khoảng cách giữa các nguyên tử trong tinh thể, còn tinh thể gồm các nguyên tử sắp xếp đều đặn như một mạng lưới trong không gian, tia X chiếu vào tinh thể làm cho các nguyên tử trong tinh thể là các trung tâm tán xạ tia X theo mọi phương. Sự giao thoa của tia X từ các nguyên tử sắp xếp tuần hoàn cho ảnh nhiễu xạ là các chấm sáng nằm cách xa nhau hàng triệu lần so với khoảng cách giữa các nguyên tử nên mắt thường nhìn thấy được. Qua ảnh nhiễu xạ có thể phân tích để biết các nguyên tử sắp xếp tuần hoàn như thế nào.

Khi cần nghiên cứu tỉ mỉ, người ta có thể làm mỏng mẫu nghiên cứu để đưa vào kính hiển vi điện tử. Chùm điện tử cũng là chùm sóng có bước sóng cực ngán nên chiếu vào mẫu tinh thể mỏng (để tia điện tử xuyên qua được) cũng tạo ra ảnh nhiễu xạ gọi là nhiễu xạ điện tử. Ưu điểm của nhiễu xạ điện tử là ảnh rất rõ nét, nhìnt hấy ngay được còn ảnh nhiễu xạ tia X phải chụp lâu mới có ảnh để thấy. Ở kính hiển vi điện tử có hai chế độ: xem ảnh nhiễu xạ điện tử có thể biết ngay đối xứng của tinh thể và xem ảnh hiển vi để thấy nhiều chi tiết bên trong mẫu.

2. Người phát hiện ra điều cấm kỵ lại tồn tại trong thực tế

Daniel Shechtman sinh năm 1941, người Do Thái. Ông là tiến sĩ về Khoa học Vật liệu ở Đại học Technion năm 1972, có cộng tác nghiên cứu và giảng dạy với một số Viện nghiên cứu và trường Đại học ở Mỹ. Trong thời gian từ 1981 đến 1983 ông đi nghiên cứu ở Đại học Johns Hopkins ở Mỹ, ở đấy ông nghiên cứu về hợp kim nguội nhanh của Al (nhom) và một số kim loại chuyển tiếp. Khi nghiên cứu cụ thể về hợp kim Al và Mg (mangan), đưa mẫu vào kính hiển vi điện tử, ông có được một ảnh nhiễu xạ điện tử là các chấm sáng rất rõ nét (hình 3) chứng tỏ mẫu nghiên cứu đúng là có cấu trúc tinh thể điển hình. Nhưng khi đếm các chấm sáng nằm theo các đường tròn quanh tâm, ông thấy có nhiều vòng có 10 chấm sáng đều, phân tích theo sách giáo khoa kinh điển thì tinh thể cho ảnh nhiễu xạ này phải có trục đối xứng bậc 5 – Đó là điều tuyệt đối cấm kỵ.

Shechtman chạy vội ra hành lang đến các phòng thí nghiệm lân cận nhằm hỏi han chia sẻ với đồng nghiệp về điều quan sát được trái hẳn với kiến thức ở sách giáo khoa này. Song vào lúc đó không có ai. Shechtman quay lại phòng thí nghiệm của mình làm lại thí nghiệm tiến hành những phép đo quan sát mới nhưng mọi kết quả đều cho thấy là tinh thể chế tạo ra có trục đối xứng bậc 5.

Khi Shechtman nói với các nhà khoa học khác về kết quả thí nghiệm tinh thể có đối xứng bậc 5 của mình, ai cũng chống lại, thậm chí có người còn chế diễu. Nhiều người nói rằng họ cũng đã quan sát thấy có những ảnh nhiễu xạ như thế đối với mẫu nghiên cứu của mình nhưng đó là do tinh thể mọc sánh đôi (twin crystal) chứ không phải là có đối xứng bậc 5. Shechtman cũng đã đào sâu lại sách giáo khoa, cũng đã suy ngẫm về khả năng tinh thể mọc sánh đôi, đã tìm hết cách để giải thích kết quả thí nghiệm theo sách giáo khoa nhưng cuối cùng ông thấy chỉ có giải thích tinh thể ông chế tạo ra có trục đối xứng bậc 5 là đúng. Ông viết một bài báo công bố ảnh nhiễu xạ điện tử mình đã chụp được và kết luận là có tinh thể có trục đối xứng bậc 5 gửi đăng ở tạp chí Journal of Applied Physics (Tạp chí Vật lý ứng dụng) vào mùa hè năm 1984. Lập tức tòa soạn chối từ không đăng bài báo mà tòa soạn cho là có kết luận phi lý này.

Shechtman không nản lòng, tiếp tục suy nghĩ và nhờ nhà vật lý kim loại tên tuổi người Mỹ là John Cahn tìm hiểu kiểm tra những kết quả nghiên cứu của mình. Nhà vật lý này lại thận trọng nhờ thêm những nhà tinh thể học tên tuổi người Pháp xem xét thật kỹ. Cuối cùng những nhà khoa học tên tuổi này cùng đứng tên với Shechtman công bố bài báo về tinh thể có đối xứng bậc 5 gửi đến tạp chí Physical Review Letters, tạp chí này đã đăng vào số tháng 11 năm 1984.

Bài báo như là một quả bom nổ làm chấn động các nhà khoa học. Có đúng là có tinh thể có trục đối xứng bậc 5 hay không? Nếu không thì tại sao những nhà khoa học có tên tuổi lại đứng tên vào cùng với nhà khoa học chưa có tên tuổi như Shechtman để công bố bài báo ở một tạp chí vật lý rất nổi tiếng? Nếu đúng thì phải chăng cơ sở của tinh thể học bị lung lay? Làm thế nào mà tinh thể lại không có cấu trúc lặp lại tuần hoàn? Nếu có cấu trúc tuần hoàn thì tại sao có đối xứng bậc 5? Đó là do một chân lý đã thấm sâu vào mọi người là: Phi tuần hoàn bất thành tinh thể, đã là tinh thể mà có đối xứng bậc 5 là điều tuyệt đối cấm kỵ.

3. Hỗ trợ để tìm chân lý

Người ta thường nó có bệnh thì vái tứ phương. Ở đây Shechtman không phải có bệnh tật gì nhưng đã làm một điều phạm húy: ảnh nhiễu xạ của vật liệu mình chế tạo đúng là ảnh nhiễu xạ của tinh thể, nhưng tinh thể đó lại vi phạm điều cấm: có trục đối xứng bậc 5.

Bản thân Shechtman sau khi công bố bài báo cũng không lý giải được tinh thể mà mình tìm ra có cấu trúc, tức là cách sắp xếp các nguyên tử như thế nào mà lại có đối xứng bậc 5.

Những người không ủng hộ Shechtman đứng ngoài chê bai, vạch ra những điều phi lý cũng nhiều, nhưng những người ủng hộ, cho đây là một phát hiện rất mới cũng không phải là ít. Những người này cho rằng, nếu xét trên mặt phẳng thì hình ảnh vốn có lâu nay của tinh thể là lát những viên gạch giống nhau sao cho lấp đầy mặt phẳng mà không có chỗ trống, kẽ hở. Tất nhiên cách lát này luôn dẫn đến mặt lát có tính tuần hoàn, có được bề mặt cân xứng, đẹp đẽ nhưng không tuần hoàn?

Người ta liên hệ đến bài toán lát gạch hoa mà những nhà toán học ra chơi cho vui để thách thức tìm lời giải hay vào đầu những năm 1960. Nội dung đề bài toán là: làm thế nào để dùng một số nhất định kiểu cách hình dạng gạch hoa để lát thành một mặt, không có chỗ nào hở, không có tính chất lặp lại tức là không có trật tự tuần hoàn. Bài toán đã ra hơn 10 năm, giới toán học tham gia sôi nổi nhưng không ai đưa ra được bài giải gẫy gọn, chấp nhận được.

Thậm chí có đáp án đưa ra là phải dùng đến 20.000 viên gạch khác nhau.

Mãi đến giữa những năm 1970 giáo sư toán học người Anh nổi tiếng Roger Penrose, tính toán rất sáng tạo đưa ra một số đáp án chặt chẽ mà đơn giản ai cũng phải công nhận là hay nhất. Từ đấy nổi tiếng về cách lát gạch hoa Penrose. Đáp án đơn giản nhất của Penrose là chỉ dùng hai loại gạch hoa hình thoi chiều dài các cạnh như nhau nhưng một là hình thoi béo, một là hình thoi gầy, mặt lát gạch hoa theo kiểu này vẽ ở hình 4.

Cách lát gạch hoa của Penrose đã làm sôi động giới khoa học theo nhiều cách. Các nhà kiến trúc phát hiện rằng từ thời trung cổ, đã có nhà thờ đạo Hồi trang trí theo kiểu lát gạch hoa Penrose, ở thế kỷ XIII đã có những nghệ sĩ Arập lát những hình trang trí đối xứng trật tự nhưng không tuần hoàn với chỉ có 5 loại gạch hoa khác nhau v.v.

Nhưng nhà tinh thể học Alan Mackay sau khi biết đến công bố của Shechtman lại suy nghĩ về cách lát gạch hoa Penrose một cách độc đáo, rất tinh thể học. Ông thử đặt các chấm tròn tượng trưng cho nguyên tử vào các chỗ có giao nhau ở cách lát gạch hoa Penrose để có được một cách sắp xếp các nguyên tử có trật tự nhưng không tuần hoàn. Điều kỳ lạ là ông tính toán hình ảnh nhiễu xạ của mô hình mặt nguyên tử này thì thấy ảnh nhiễu xạ là những chấm tròn quanh tâm y như là ở ảnh nhiễu xạ điện tử mà Shechtman công bố.

Liên hệ giữa cách lát gạch hoa Penrose với ảnh nhiễu xạ điện tử có đối xứng bậc 5 do Mackay phát hiện đã làm cho hai nhà vật lý là Paul Steinhardt và Dov Levine như là giải thoát được những điều khó hiểu ở kết quả đã công bố của Shechtman. Khi bài báo của Shechtman đang còn ở tòa soạn hai ông này đã được xem vì là những người phản biện. Hai ông đã thấy là bài báo quá hay, quá mới nhưng cũng giống như Shechtman chưa thể hình dung được các nguyên tử sắp xếp theo trật tự kiểu gì mà lại cho ảnh nhiễu xạ có đối xứng bậc 5.

Biết được những ý tưởng của Mackay, hai ông lập tức viết một bài báo nội dung chính là mô hình sắp xếp các nguyên tử theo kiểu lát gạch hoa đối xứng nhưng không tuần hoàn của Penrose mà Mackay đưa ra chính là cách sắp xếp thực sự của các nguyên tử trong mẫu nghiên cứu của Shechtman. Đó không phải là tinh thể như lâu nay vãn quan niệm mà chỉ gần như là tinh thể mà thôi. Danh từ quasicrystal – chuẩn tinh thể ra đời trong bài báo này, bài báo được công bố vào ngày trước giáng sinh của năm 1984, nghĩa là chỉ 5 tuần sau khi bài báo của Shechtman được công bố.

Từ đây công trình của Shechtman về vật liệu chuẩn tinh thể dã có một chỗ đứng vững chãi trong khoa học.

Khi phát hiện ra chuẩn tinh thể và cách lát gạch hoa không tuần hoàn có liên hệ mật thiết với nhau người ta lại ngạc nhiên hơn nữa là cả hai đều hàm chứa một tỉ số vàng ở dãy Fibonacci.

Fibonacci là một nhà toán học người Ý ở thế kỷ XIII. Tương truyền rằng ông đã lý tưởng hóa một đôi thỏ đực và cái, xem như chúng không bao giờ chết đã sinh sản ra con đàn cháu đống như thế nào. Cứ một đôi thỏ mới sinh, một đực một cái được thả trên đồng cỏ sau một tháng trưởng thành chúng lấy nhau, con cái chửa một tháng thì đẻ ra một đôi thỏ đực cái, con đực lại giao phối với con cái vừa đẻ xong, một tháng sau đẻ ra đôi thỏ mới. Đôi thỏ đã sinh ra trước đó sau một tháng lại lấy nhau, sau một tháng nữa lại đẻ ra đôi thỏ con v.v. cứ thế tiếp tục.

Vậy nếu ban đầu có một đôi thỏ thì sau n tháng có mấy đôi. Kết quả tính là số cặp theo từng tháng, xếp thành một dãy số, số sau bằng hai số trước nó cộng lại:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144…

Đó là dãy Fibonacci, có trật tự (tìm ra được theo một quy luật toán học) nhưng không tuần hoàn. Ở về phía số lớn, lấy số sau chia cho số trước, thí dụ 144:89=1,6179… gần bằng tỉ số vàng (V5+1):2=1,6180339…, số ở dãy Fibonacci càng lớn thì tỉ số nói trên càng gần tỉ số vàng.

Bây giờ nếu khoanh lại một diện tích khá lớn ở hình lát gạch hoa Penrose, tỉ lệ giữa số hình thoi béo và hình thoi gầy cũng gần bằng tỉ số vàng (V5+1):2 hoặc lấy tỉ lệ giữa một số loại khoảng cách giữa các nguyên tử trong chuẩn tinh thể, ta cũng được tỉ số vàng đó.

Vậy là tỉ lệ vàng luôn thống trị trong cấu trúc có trật tự nhưng không tuần hoàn. Chuẩn tinh thể đã góp phần làm sáng tỏ những bí mật trong tự nhiên.

Ta đã thấy toán học hỗ trợ rất nhiều cho những phát kiến táo bạo về chuẩn tinh thể của Shechtman. Nếu như ở giai đoạn đầu một nhà hóa học lớn của Mỹ là Linus Pauling, người đã được giải Nobel, còn nói: làm gì có chuẩn tinh thể, chỉ có những nhà chuẩn khoa học, thì đến năm 1992 Hiệp hội quốc tế về tinh thể học do có chuẩn tinh thể nên phải thay đổi cả định nghĩa quan trọng về tinh thể.

Trước 1992 định nghĩa về tinh thể là: “chất được cấu tạo bằng nguyên tử, phân tử hay ion được xếp khít theo trật tự đều đặn, lặp lại theo cả ba chiều”.

Sau năm 1992, bị ảnh hưởng của phát kiến của Shechtman, định nghĩa về tinh thể “thoáng hơn”: đó là “bất kỳ chất rắn nào cho ảnh nhiễu xạ chủ yếu là gián đoạn”.

Như vậy theo định nghĩa mới hiện nay tinh thể gồm cả tinh thể theo định nghĩa cũ và chuẩn tinh thể. Nói cách khác, cụm từ chuẩn tinh thể hiện nay đang dùng phải hiểu là “gần như là tinh thể hiểu theo nghĩa cũ trước đây”.

4. Chuẩn tinh thể: thực tế và ứng dụng

Phát hiện của Shechtman về chuẩn tinh thể không phải chỉ là làm ra được một mẫu tinh thể loại mới có đối xứng vào loại cấm kỵ. Phát hiện của Shechtman mở ra một kỷ nguyên mới về nhận thức rằng có một dạng cấu trúc vật chất có trật tự nhưng không tuần hoàn để cho mọi người biết và chế tạo ra những loại vật liệu mới có những tính chất kỳ lạ xưa nay chưa từng có.

Sau phát hiện của Shechtman, nhiều nhà nghiên cứu cho biết là từ trước họ đã tìm ra nhiều loại hợp kim đúng là chuẩn tinh thể nhưng họ lại không tin, cố tình một cách rất gượng ép để giải thích đó là tinh thể thông thường. Đến năm 2009 người ta lại tìm thấy ở sông Khatyrca phía đông của nước Nga một loại quặng mỏ chứa nhom, đồng và sắt cho ảnh nhiễu xạ có đối xứng bậc 10. Đây chính là chuẩn tinh thể có sẵn trong tự nhiên.

Nhưng chủ yếu là từ những đặc điểm của cấu trúc chuẩn tinh thể người ta đã làm ra được nhiều loại chuẩn tinh thể để ứng dụng trong khoa học và đời sống.

Về mặt chế tạo chuẩn tinh thể người ta biết rằng ở tinh thể (theo nghĩa cũ) các nguyên tử sắp xếp rất có trật tự và trật tự lặp lại theo những khoảng cách rất dài. Vì vậy nấu cho kim loại, hợp kim nóng chảy rồi để nguội bình thường thì các nguyên tử trong đó kịp thời về các vị trí có trật tự tuần hoàn tạo ra tinh thể. Còn nếu làm nguội cực nhanh, có thể các nguyên tử dang ở trạng thái nóng chảy sắp xếp lộn xộn kiểu như ở thủy tinh bỗng nhiên đông cứng lại nên không kịp chạy về các vị trí cân bằng có trật tự. Dó đó làm nguội nhanh đối với một số kim loại, hợp kim có thể dẫn đến trạng thái vô định hình hoặc trạng thái có trật tự nhưng không hoàn toàn tức là trạng thái chuẩn tinh thể.

Vì những lẽ trên cách làm nguội nhanh, phun phủ trên bề mặt (cũng là nguội nhanh) cũng là cách thường dùng để chế tạo chuẩn tinh thể.

Sau đây là một vài thí dụ ứng dụng chuẩn tinh thể đã phổ biến rộng rãi.

1. Ứng dụng để tạo bề mặt cứng, trơn, ít bị hóa chất tác dụng, chịu được nhiệt độ cao.

Ta biết rằng thủy tinh có cấu trúc vô định hình (không có trật tự) thường có bề mặt cứng trơn nhưng giòn, dễ vỡ còn hợp kim thông thường có cấu trúc tinh thể, có thể chọn được loại cứng như không giòn, chịu được nhiệt độ cao.

Có thể chọn hợp kim thích hợp, nhiều thành phần, làm thành bột rồi phun phủ dưới dạng plasma nóng lên bề mặt kim loại hoặc hợp kim để tạo thành lớp dày từ phần mười đến nửa milimet chuẩn tinh thể. Lớp này phun lên bề mặt chảo, chảo trở thành không dính, không dễ bị cào sướt, chịu được nhiệt độ cao tốt hơn nhiều so với chảo không dính phủ teflon hiện nay.

Cũng theo cách này với thành phần hợp kim chọn lọc cao cấp hơn người ta đã phủ chuẩn tinh thể lên pittông và xy lanh của động cơ nổ, làm cho chuyển động bên trong được trơn tru, ít bị hóa chất cháy tác dụng, làm việc được ổn định ở nhiệt độ cao.

2. Tạo ra loại thép cứng nhất nhưng không dễ gãy. Theo lý thuyết thì sắt thép bị đứt gãy dưới giới hạn là do trong sắt théo luôn có một loại sai hỏng gọi là đường lệch mạng, chúng chuyển động âm thầm dưới tác dụng của lực tác dụng dồn nén lại phá vỡ những chỗ cực nhỏ bên trong rồi lan rộng ra. Cách làm cho sắt thép được cứng bền, lâu nay là cách tạo ra bên trong những chướng ngại vật để lệch mạng khó chuyển động.

Một cách chế tạo sắt théo cực tốt hiện nay là tạo ra trong đó những hạt nhỏ là chuẩn tinh thể để ngăn cản lệch mạng. Theo cách này người ta đã làm được các loại thép cứng chưa từng có nhưng lại không dễ gãy để sử dụng thí dụ làm dao mổ mắt, mũi khoan răng, lưỡi dao cạo, v.v.

3. Ứng dụng làm vật liệu nhiệt điện

Một cách phát điện hay làm lạnh không cần động cơ là dùng hiệu ứng nhiệt điện. Đó là ghép hai kim loại, hợp kim hoặc bán dẫn khác nhau lại tạo thành cặp nhiệt điện. Nếu cho dòng điện chạy qua mạch thì một đầu ghép lạnh đi, nhiệt được đẩy về làm nóng đầu kia. Đây là cách làm lạnh nhiệt điện.

Ngược lại nếu nung nóng một đầu ghép còn đầu kia để nguội thì trong cặp nhiệt điện sẽ sinh ra dòng điện. Đây là cách phát ra điện dùng nhiệt hay là cách phát nhiệt điện.

Muốn làm cặp nhiệt điện có hiệu suất cao vật liệu làm cặp nhiệt điện phải đồng thời dẫn điện được nhưng dẫn nhiệt kém, kim loại, hợp kim thường dẫn điện quá tốt nhưng dẫn nhiệt cũng quá tốt. Chất bán dẫn thì hiệu suất nhiệt điện rất kém, dẫn điện cũng không tốt mà dẫn nhiệt cũng không tốt nhưng lại không chịu được nhiệt độ cao. Một số chuẩn tinh thể làm từ hợp kim có thể đáp ứng dẫn điện được mà dẫn nhiệt lại kém (so với hợp kim thường) do đó làm vật liệu nhiệt điện rất thích hợp. Máy phát nhiệt điện cũng như máy làm lạnh nhiệt điện làm từ vật liệu chuẩn tinh thể là có hiệu suất cao nhất hiện nay mở ra triển vọng làm máy lạnh chạy không ồn, máy phát điện không động cơ chạy từ một nguồn nóng, có thể tạo ra điện từ ống xả ở động cơ ô tô, máy kéo chẳng hạn.

Chuẩn tinh thể được ứng dụng để làm vật liệu quang điện tử, làm đèn LED có hiệu suất cao, làm cách nhiệt ở các động cơ làm việc ở nhiệt độ cao trong tên lửa, hàng không vũ trụ… khó kể hết được.

Giải Nobel Hóa học năm 2011 trao cho Daniel Shechtman không những đạt tiêu chí “công trình nghiên cứu đem lại nhiều lợi ích cho nhân loại” mà còn cho thấy một tấm gương trong khoa học kiên trì dũng cảm đấu tranh cho chân lý, dẫu rằng chân lý đó trái với nề nếp suy nghĩ lâu đời của các vị trưởng lão trong khoa học.