Za rewelacjami na ten temat stoją przedstawiciele Uniwersytetu w Osace. Zwieńczeniem ich działań jest artykuł zamieszczony w Royal Society Open Science. Biorąc pod uwagę masę zastosowań kryształów, które towarzyszą nam niemal na każdym kroku w codziennym życiu, poczynione postępy powinny przynieść szereg praktycznych korzyści.
Czytaj też: Dlaczego kwazikryształy istnieją? Historyczny model dostarcza odpowiedzi
W celu zbadania okoliczności w jakich powstają i funkcjonują defekty w kryształach, członkowie zespołu badawczego postawili na strategię opartą na geometrii różniczkowej. Takie niedokładności są oczywiście zupełnie naturalne, a czasami nawet zwiększają przydatność kryształów, potęgując ich wytrzymałość.
Jak wyjaśnia Shunsuke Kobayashi, defekty występują w wielu formach. Jedna z nich ma postać dyslokacji związanej z naruszeniem symetrii translacyjnej, podczas gdy inna wiąże się z naruszeniem symetrii obrotowej. Do tej pory trudno było objąć wszystkie te rodzaje przy pomocy jednej teorii.
Japońscy naukowcy chcieli jak najlepiej zrozumieć defekty występujące w kryształach. Takie niedoskonałości, paradoksalnie, mogą działać z korzyścią dla właściwości tych materiałów
Strategia przyjęta przez japońskich badaczy zapewniła odpowiednie ramy do opisu tych złożonych zjawisk, w czym pomogła geometria Riemanna-Cartana. W takich okolicznościach naukowcy ujęli topologiczne właściwości defektów i wykazali związek między dwoma wymienionymi rodzajami defektów. Wcześniej było to poza zasięgiem, a dodatkowo autorzy nowych badań byli w stanie wyprowadzić wyrażenia analityczne dla pól naprężeń warunkowanych przez owe zniekształcenia.
Czytaj też: Niemcy stworzyli niespotykany wcześniej materiał. Stop, który wydawał się niemożliwy, zdefiniuje przyszłość
Poczynione postępy i płynące ze zorganizowanych eksperymentów wnioski mają umożliwić projektowanie materiałów o przydatnych właściwościach. W tym celu inżynierowie mogliby skorzystać z defektów tak, aby przyniosły one korzyści, zamiast stanowić źródło problemów. Poza tym istotny pozostaje fakt, iż matematyczne podejście zastosowane na potrzeby tych badań przyniosło oczekiwane efekty i powinno przydać się także w kontekście kolejnych tego typu działań.