Учёные раскрыли тайну многовековых "лабиринтов": квазикристаллы могут спасти планету

Перспективы использования квазикристаллов охватывают области абсорбционных материалов и процессов синтеза белков.

Группа физиков из Великобритании и Швейцарии занимается разработкой этих сложных структур, которые можно сравнить с наиболее замысловатыми лабиринтами в мире.

Исследования в этой области имеют долгую историю, примером чего является задача о ходе коня, упомянутая учеными около 300 лет назад. Эта задача, в которой шахматная фигура должна посетить каждую клетку доски один раз и вернуться в исходную позицию, связана с понятием гамильтонова цикла. 

Данная проблема также касается создания фракталов — геометрических узоров, состоящих из повторяющихся элементов, которые напоминают общую структуру. В своем исследовании ученые применяли непериодическую мозаику Амманна-Бенкера, аналогичную более известной мозаике Пенроуза. Этот графический феномен был также упомянут американским писателем-фантастом Нилом Стивенсоном в его романе "Анафем".

Ученые использовали концепцию мозаик для моделирования циклов, в которых каждый атом в кристаллической решетке квазикристалла посещается только один раз, что соединяет все атомы в одну непрерывную линию. Эти структуры могут быть масштабированы до бесконечности, подобно фракталам. Цель исследования заключается не в создании головоломок для развлечения, а в оптимизации логистических задач и решении проблемы сворачивания белков, сообщает Хайтек.

Такая модель может повысить эффективность поглощения углекислого газа и других молекул, используя лабиринтообразные кристаллические структуры. Фрактальность этих структур увеличивает эффективность за счет возможности деления на более мелкие части.

Ранее сообщалось, что учёные разработали метод управления движением бактерий с помощью магнитов.