La découverte d'un rival du diamant... le matériau le plus dur sur Terre
Une équipe de recherche a mis au point un matériau presque incassable qui, selon elle, pourrait rivaliser avec le diamant en tant que matériau le plus dur sur Terre.
Les scientifiques ont découvert que lorsque les molécules de carbone et d’azote étaient exposées à une chaleur et une pression extrêmes, les matériaux résultants, appelés nitrures de carbone, étaient plus durs que le nitrure de bore cubique, le deuxième matériau le plus dur après le diamant.
Dans l'étude publiée dans la revue Advanced Materials, les chercheurs affirment que cette avancée ouvre la porte à l'utilisation de matériaux multifonctionnels à des fins industrielles, notamment des revêtements de protection pour les voitures et les engins spatiaux, des outils de coupe robustes, des panneaux solaires et des photodétecteurs.
Les scientifiques tentent de découvrir le potentiel des nitrures de carbone depuis les années 1980, lorsqu'ils ont remarqué pour la première fois leurs propriétés exceptionnelles, notamment leur haute résistance à la chaleur.
Cependant, après plus de trois décennies de recherche et de multiples tentatives pour l’adapter, aucun résultat fiable n’a été rapporté, selon The Independent.
Aujourd'hui, une équipe internationale de chercheurs, dirigée par des scientifiques du Centre for Extreme Science de l'Université d'Édimbourg et des experts de l'Université de Bayreuth en Allemagne et de l'Université de Linköping en Suède, a réalisé des progrès majeurs.
Le Dr Dominique Laniel, de l'Institut de physique de la matière condensée et des systèmes complexes de l'École de physique et d'astronomie de l'Université d'Édimbourg, a déclaré : « Lorsque le premier nouveau matériau de nitrure de carbone a été découvert, nous étions dans un état d'incrédulité. »
Elle a ajouté : « Il a produit des matériaux dont les chercheurs ont seulement rêvé au cours des trois dernières décennies, et ces matériaux constituent une forte incitation à combler le fossé entre la fabrication de matériaux à haute pression et les applications industrielles. »
L’équipe de recherche a exposé différentes formes de molécules carbone-azote à des pressions comprises entre 70 et 135 gigapascals (environ un million de fois notre pression atmosphérique) tout en les chauffant à des températures dépassant 1 500 degrés Celsius.
Pour déterminer la disposition atomique des composés dans ces conditions, les échantillons ont été éclairés par un faisceau de rayons X intense dans trois accélérateurs de particules, au Centre européen de recherche sur le synchrotron en France, au Deutsches Elektronen-Synchrotron en Allemagne et à l'Advanced Photon Source. aux Etats-Unis.
Les scientifiques ont découvert que trois composés de nitrure de carbone contiennent les éléments de base nécessaires à une dureté supérieure. Ils ont également constaté que les trois composés conservaient leurs propriétés semblables à celles du diamant lorsqu’ils étaient ramenés aux conditions de pression et de température ambiantes.
Des calculs et des expériences supplémentaires indiquent que les nouveaux matériaux possèdent des propriétés supplémentaires, notamment la photoluminescence et une densité énergétique élevée, grâce auxquelles une grande quantité d'énergie peut être stockée dans une petite quantité de masse.
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