Nobelprisen i kemi og Kvasikrystallerne på DTU
Af Kronikør Erik Reitzel,
torsdag 08. dec 2011 kl. 16:08
Den 10. december i år tildeles Daniel Shechtman Nobelprisen i kemi for sin opdagelse af en helt ny type krystalmønstre, som har ændret vor opfattelse af faste materialers opbygning. Den nye type, som han benævnte kvasikrystaller, rummede femkanter og viste sig at kunne danne sammenhængende mønstre, der på en gang var systematiske og ikke - repetérbare. Hidtil var opfattelsen blandt kemikere, at krystalmønstre i faste materialer var repetérbare.

Elektron diffraktionsmønster fra en kvasikrystal. Bemærk de perfekte femkanter i diagrammet til højre. (Illustrationer fra Kungl. Vetenskaps-Akademiens indstilling af Nobelprisen i kemi 2011)
Shechtmans opdagelse skete i 1982, da han var i færd med at undersøge en legering af aluminium og mangan i et elektronmikroskop og bemærkede, at der optrådte 10-foldig symmetri, med femkantede mønstre, hvilket man ellers ikke mente kunne optræde i faste materialer.
Opdagelsen mødte stærk modstand blandt etablerede kemikere, så først i 1984 lykkedes det for Shechtman at få den publiceret. Herefter blev han udsat for en voldsom kritik fra fagfæller.
Men Shechtman stod fast, for han havde jo selv registreret kvasikrystallerne. Efter få år kom der resultater fra Japan og Frankrig, der bestyrkede rigtigheden i hans iagttagelser, og i 2009 blev kvasikrystaller fundet i naturen i Rusland.
Diskussionerne af opdagelsen nåede via franske tidsskrifter frem til mig i 1987, mens jeg arbejdede i Paris blandt andet med en hyperkube og et krystallinsk glastag, som havde familieskab med kvasikrystaller. Jeg blev hurtigt overbevist om rigtigheden i Shechtmans opdagelse. Det var meget fascinerende at studere de kvasikrystallinske mønstre, som i mine øjne åbnede op for helt nye strategier til at organisere konstruktioner, rumforløb og byplaner. Fokus var altså for mig rettet mod en helt anden størrelsesorden end den atomare.
Det viste sig, at ved at anvende de ikke - repetérbare kvasikrystallinske mønstre kunne man skabe mere oplevelsesrige strategier til planlægning af nye byer og boliger end ved traditionelle planlægningsmønstre. En yderligere inspiration kom fra den engelske matematiker Roger Penrose, der havde påvist, hvordan en flade kan udfyldes, selv om der indgår femkanter.
Få år senere traf jeg den amerikanske kunstner og arkitekt Tony Robbin, som også var optaget af kvasikrystaller, og det lykkedes at få ham inviteret til Kunstakademiet, hvor jeg dengang var professor.
Det blev indledningen til et spændende samarbejde i skrift og i konstruktionsmodeller baseret på kvasikrystallernes nye rumlige muligheder. Der var tale om et pionerarbejde, som rygtedes ud til DTU, og den daværende landsforening for kunst, videnskab og teknologi (COAST), der havde hjemme på DTU, blev interesseret i at få realiseret et projekt i stor størrelse til DTUs administrationshal, der ellers virkede som et tomt og lidt afvisende rum.
Den tomme administrationshal i DTUs bygning 101.
COAST fik hurtigt samlet de nødvendige midler fra diverse fonde og fra Undervisningsministeriet, og det lykkedes også at få Tony Robbin med på idéen, så i perioder forlod han New York til fordel for DTU, hvor han boede i 0 - energihuset. Tony Robbin var meget inspirerende og arbejdsom, og vi udførte små modeller, som til sidst endte med en model til en større kvasikrystalstruktur på 14 x 6 meter.
Tony Robbin sørgede også for, at de over 10.000 enkeltdele, som var nødvendige til realiseringen, blev fremstillet i USA og sendt til Danmark, hvorefter de blev samlet med hjælp fra studerende og medarbejdere fra DTUs afdeling for bærende konstruktioner.
Selv om kvasikrystaller dengang stadig var kontroversielle i visse kemikerkredse, havde DTUs daværende rektor, Hans Peter Jensen, både mod og styrke til at lade den kvasikrystallinske konstruktion opføre.
Efter indvielsen i 1994 kom der mange positive tilbagemeldinger både fra ansatte og studerende, men også fra besøgende. Det var festligt at opleve kvasikrystallernes forskellige mønstre fra de åbne trapper og broer i rummet, og på gulvet blev kvasikrystallerne projiceret ned i farvede to-, tre- og femfoldige mønstre, der ændrede sig i løbet af dagen som en slags abstrakt solur.

Kvasikrystalskulpturen i DTUs Administrationshal før destruktionen. Fotos Annette Hartung.
Kvasikrystalsskulpturen havde også en forskningsmæssig og studiemæssig betydning i kraft af de nye rumlige muligheder, som den beskrev. Og for de nye ingeniøruddannelser i Bygningsdesign og Architectural Engineering blev skulpturen central, fordi kvasikrystallerne åbnede for en ny og rig formverden.
Imidlertid trak mørke skyer op over kvasikrystalskulpturen, da Lars Pallesen, der var uddannet som civilingeniør i kemi, blev rektor samtidig med den nye universitetslov, hvor det hidtidige demokrati blev afskaffet til fordel for en "handlekraftig" rektor.
Lars Pallesen hørte åbenbart til de kemikere, som ikke kunne lide kvasikrystaller, så den 9. november 2003 havde Lars Pallesen beordret destruktion af kvasikrystalskulpturen. Den blev effektivt ødelagt, smidt i container og kørt bort.
Kvasikrystallerne efter destruktionen.
Dette skete som en uhyggelig magtdemonstration, som chokerede mange både indenfor og udenfor DTU. Hændelsen har da også forfulgt Lars Pallesen lige siden, hvilket man blev mindet om ved hans fratræden for nylig, hvor overskriften i Ingeniøren i den anledning lød: "Omstridt DTU-rektor siger farvel efter 10 år". I den efterfølgende blog på ing.dk blev den destruktive handling beskrevet som skandaløs.
Der havde ellers været gode alternative ophængningssteder både indenfor og udenfor DTU. Men ligesom andre gammeldags kemikere forstod Lars Pallesen ikke det forskningsmæssige potentiale, som kvasikrystalskulpturen rummede, men derfra og så til at destruere andres forskningsarbejde på et universitet, hvor der burde være forskningsfrihed, er der langt.
Da tildelingen af Nobelprisen til Shechtman blev kendt i oktober i år, sendte Tony Robbin en glædesstrålende mail til mig , og mindede samtidig om den skade, som DTUs image havde lidt i forskningskredse i USA.
Vi er eventyrlig glade for at erfare, at Nobelkomiteen fik øjnene op for kvasikrystallernes nyskabende karakter og tildelte Daniel Shechtman Nobelprisen i kemi for 2011. Det åbner op for, at nye årgange af studerende og forskere kan få øjnene op for de enorme muligheder, som nye forskningsresultater kan rumme, - også selv om de møder stærk modstand i starten.
Af Erik Reitzel, professor og rådgivende civilingeniør.