■平行多面体による空間充填(その2)

ロシアの結晶学者フェドロフは,3次元空間において,平行移動だけで決まる本質的なボロノイ領域は,たった5種類しかないという構築原理発見した(1885年).

この5種類のボロノイ領域とは,立方体,6角柱,菱形12面体,長菱形12面体,切頂8面体であって,「平行多面体」と総称される.

すなわち,平行多面体とは平行移動するだけで3次元空間を埋めつくすことのできる単独の多面体であって,230種類ある結晶もたった5種類のウィグナー・ザイツセルで概構成することができるのである.これら5種類の図形は5種類の正多面体(プラトン立体)ほどよく知られていないが,自然界のレゴ・ブロックと考えられる所以である.

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平行多面体は結晶(金属結晶や鉱物結晶)でよくみられる構造である.菱形12面体はザクロ石(ガーネット)にもみられる.立方体は単純立方格子のボロノイ領域で,平行六面体は方解石にみられる.六角柱はコランダム(ルビー・サファイア),歯のエナメル質などにみられるが,長菱形12面体はあまりみられないから平行多面体の異端児である.

これら5種類の図形は3次元格子の幾何学的分類であり,5種類の正多面体(プラトン立体)ほどよく知られていないが,少なくとも同じ程度に重要であるし,結晶学の観点からすると平行多面体は正多面体以上に重要である

とりわけ原始的平行多面体である切頂八面体による空間充填は安定な空間充填をなし、3次元のハニカム構造である。

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