Kompleksni metalni spojevi
Kompleksni metalni sustavi su već dugo vremena pokretači velikog dijela industrijskog razvoja. Među njima kompleksne metalne slitine koje obuhvaćaju kvaziperiodične kristale kao i periodične sustave velikih jediničnih ćelija zauzimaju posebno mjesto. Neki od primjera iz ovoga područja uključuju:
- Klatrate koji se intenzivno proučavaju u svrhu poboljšanja termoelektrične učinkovitosti.
- intermetalike na bazi aluminija i paladija koji su se pokazali kao izvrsni katalizatori u industriji zbog visoke selektivnosti i stabilnosti.
- Kvaziperiodične kristale i njihove aproksimantske faze koji se zbog svojih mehaničkih svojstava koriste kao učvršćivači u obliku mikročestica u kompozitima, te kao razni metalični premazi.
U svrhu mikroskopskog razumijevanja ovih sustava te s ciljem maksimalnog iskorištavanja njihovih potencijala potrebno je poznavati njihova fundamntalna fizikalna svojstva. Ovdje su nam od posebne važnosti informacije o ponašanju na niskim temperaturama pošto tada intrinsična svojstva osnovnog stanja nisu maskirana temperaturnim efektima.
Kvaziperiodični kristali su posebno zanimljivi s konceptualnog stanovišta zbog postojanja dugodosežnog uređenja no bez periodičnosti što je jedinstveni slučaj u čvrstome stanju te predstavlja izazov pri teorijskom modeliranju njihovih fizikalnih svojstava. Ovdje proučavanje tzv. aproksimantskih faza može biti od velike pomoći. To su materijali koji imaju vrlo slično lokalno atomsko uređenje kao kvaziperiodični kristali, no na većoj skali su ipak periodični duž sva tri smjera u prostoru te obično sadrže nekoliko stotina atoma unutar jedne jedinične ćelije kao npr. Al13Fe4 sa 102 atoma prikazan na slici ispod.
 |
 |
 |
Intermetalne slitine kao što su PdGa, InPd, Al13Fe4 i drugi se intenzivno proučavaju zbog njihovih katalitičkih potencijala. Kod konvencionalnih katalizatora na bazi podržanih metala te metalnih smjesa ili slitina javljaju se mnogi problemi npr. različita aktivna mjesta, aglomeracija metalnih čestica, interakcija s podlogom te razdvajanje komponenata smjesa. S druge strane, u samostojećim intermetalnim slitinama atomsko je okruženje aktivnog atoma metala u kristalnoj strukturi definirano djelomično kovalentnim vezama. Stoga su aktivna mjesta izolirana i stabilizirana na površini katalizatora. Ovo za posljedicu ima njihovu homogenu raspodjelu. No kako se zna da na površinske karakteristike utječu i volumna svojstva, potrebno je imati kompletnu fizikalnu sliku sustava kako bi se maksimalno iskoristili potencijali ovih materijala.
Na Institutu za fiziku se istraživanja fizikalnih svojstava kompleksnih metalnih slitina provode već dugi niz godina. Rezultat je to suradnje s brojnim europskim renomiranim laboratorijima unutar C-MAC mreže (European Integrated Center for the Development of New Metallic Alloys and Compounds).