Es gilt als Wunder, dass Shechtmans (r.) Entdeckung publiziert und anerkannt wurde. - © AP
Es gilt als Wunder, dass Shechtmans (r.) Entdeckung publiziert und anerkannt wurde. - © AP

Stockholm. Als Daniel Shechtman 1982 seine Entdeckung machte, markierte er sie in seinem Notizblock mit drei Fragezeichen. Die Kristallstrukturen, die er im Mikroskop sah, hatten eine Teilchen-Anordnung, die laut dem damals herrschenden Paradigma verboten war. Sie wirkten chaotisch. "Go home, Daniel, das ist Blödsinn", sagte ein etablierter Kollege, als Shechtman bei einem Gastaufenthalt an einer amerikanischen Universität über seine Entdeckung berichtete.

Auch Shechtman selbst schüttelte anfänglich nur den Kopf. "Eyn chaya kazo", sagte er sich selbst auf Hebräisch - "Solche Tiere gibt es nicht". Die Entdeckung hätte ihn damals beinahe seinen Ruf als Wissenschafter gekostet. Gestern hat der inzwischen 78-Jährige dafür von der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm den Chemienobelpreis zugesprochen bekommen.

"Nur mit großer Geschicktheit und hoher Datenqualität konnte er die Forscherwelt letztlich davon überzeugen", so die Jury. Die damalige Definition der inneren Struktur von Kristallen musste daraufhin erheblich korrigiert werden. Diese besagte, dass sich Strukturen von Kristallen stets in sich selbst unendlich wiederholen. Doch der aus Tel Aviv stammende Shechtman entdeckte "mit viel Glück, Können und Ehrgeiz", dass sich die inneren Strukturen sogenannter Quasikristalle eben nicht wiederholen, sagte die Jury.

Shechtman war die ungewöhnliche Struktur bei der Untersuchung von Aluminium-Mangan-Verbindungen mit dem Elektronenmikroskop aufgefallen. Dabei waren erhitzte Stoffe extrem schnell abgekühlt worden. Die Atome hatten dadurch nicht genügend Zeit, sich wieder in ein regelmäßiges Gitter zurückzufinden, so die Jury. Damit habe der emeritierte Professor des Technion-Instituts in Haifa "das Verständnis von Feststoffen fundamental verändert. Seine Arbeit hat zu einem Paradigmenwechsel in der Chemie geführt", lobte der Juryvorsitzende Lars Thelander.

Die Entdeckung Shechtmans hat praktische Auswirkungen. Die besonders feste Struktur von Quasikristallen trägt zur Produktion von extrem hartem Stahl bei. So hat ein schwedischer Stahlhersteller festgestellt, dass Quasikristalle das Material extrem stabil machen. Sie legen sich wie eine Rüstung um die weicheren Stahlformen. Diese Erkenntnis wird etwa in der Produktion von Rasierklingen, extrem dünnen Nadeln und den filigranen Geräten für die Augenchirurgie genutzt. Die einzigartige Atomstruktur von Quasikristallen ist zudem sehr wärmeabweisend und leitet Strom schlecht. Deshalb können Quasikristalle helfen, Wärme ohne viel Transportverlust in elektrischen Strom umzuwandeln.

Wärmeisolatoren und Bratpfannenbeschichtung


Derzeit wird vor allem erforscht, wie man ungenutzte Wärme etwa bei fahrenden Autos und Lastwagen in den Energiekreis zurückholen kann. Auch könnten sie als Wärmeisolatoren für Motoren dienen. Zudem wird untersucht, wie der kristalline Stoff als Komponente für energiesparende LED-Leuchtdioden in Fernsehern und Computerschirmen, aber auch als Beschichtung für Bratpfannen genutzt werden kann.

Shechtmans erste Reaktion war zurückhaltend: "Hallo, hier spricht Danny?", sagte er und anschließend: "Oh, bitte haben Sie Verständnis. Ich muss erst einmal meine Frau anrufen." Er wird den auf zehn Millionen Kronen (1,1 Millionen Euro) dotierten Nobelpreis am 10. Dezember, dem Todestag Alfred Nobels, aus der Hand des schwedischen Königs entgegennehmen.

Für den Chemiker Erich Zobetz von der Technischen Universität Wien rührt Shechtmans Entdeckung "an den Grundfesten der klassischen Kristallographie". Es sei "ein Wunder, dass das Ganze gegen alle Widerstände publiziert wurde und nicht in der Schublade verschwunden ist".