Insolite : découverte d'une nouvelle substance encore plus dure que le diamant ?
Le diamant est considéré comme la substance la plus dure du monde, toutefois, celui-ci pourrait bien être détrôné par les nitrures de carbone, qui ont récemment été produits en laboratoire par des scientifiques.
Récemment, des scientifiques de l'université d’Édimbourg ont annoncé qu'ils pensaient avoir créé en laboratoire des nitrures de carbone, un matériau qui pourrait s'approcher de la résistance du diamant et même potentiellement la surpasser !
Les nitrures de carbone : c'est quoi ?
Les nitrures de carbone sont connus des scientifiques depuis plusieurs dizaines d'années à présent. Dans les années 1980, des chercheurs avaient déjà souligné leur potentiel, ceux-ci présentant des structures tridimensionnelles tétraédriques leur offrant une résistance particulièrement élevée, notamment à la chaleur.
Ces nitrures de carbone étaient d'ailleurs considérés comme plus résistants que le nitrure de bore cubique, actuellement connu comme le deuxième matériau le plus dur de la planète, le plus résistant étant bien entendu le diamant.
Toutefois, la création en laboratoire de ces nitrures de carbone était un véritable défi jusqu'à aujourd'hui, ceux-ci se montrant particulièrement difficiles à synthétiser. Depuis, aucune étude crédible sur le sujet n'avait d'ailleurs été réalisée.
Récemment, une équipe de scientifiques internationale dirigée par des chercheurs du Centre pour la science dans des conditions extrêmes à l'université d'Édimbourg aurait néanmoins réussi l'exploit de fabriquer ce matériau.
Une réussite dans le monde scientifique
Les spécialistes des matériaux des universités de Bayreuth (Allemagne) et de Linköping (Suède) se sont associés pour réaliser cet exploit en soumettant différentes formes de précurseurs d’azote de carbone à des pressions particulièrement importantes, allant de 70 à 135 gigapascals (~1 million de fois la pression atmosphérique au niveau de la mer sur Terre), et à des températures supérieures à 1 500 °C.
L’arrangement atomique obtenu sous ces conditions a par la suite ensuite été examiné à l’aide d’un microscope à balayage et a révélé que trois des composés de nitrure de carbone synthétisés présentaient les structures attendues. Cette réussite a laissé les scientifiques incrédules, ceux-ci parvenant enfin à produire des matériaux dont les chercheurs rêvaient depuis plus de 3 décennies.
Crushing carbon and nitrogen under immense pressure and heat creates the second-hardest known material after diamond.
— Nagachaithanya (@SpaceGuy_9) December 16, 2023
This is carbon nitride. It is almost as hard as diamond. pic.twitter.com/uY3XF2iXJ3
Cette découverte est loin d'être anodine, les nitrures de carbone pouvant présenter une résistance similaire et même potentiellement plus élevée que celle du diamant ! Ceux-ci pourraient de ce fait être utilisés dans l'élaboration de revêtements protecteurs révolutionnaires pour les véhicules et engins spatiaux, mais également dans la création d'outils de coupe encore plus robustes.
Également, les scientifiques en charge de l'étude ont découvert que ces nitrures de carbones synthétisés étaient photoluminescents mais aussi piézoélectriques, c'est à dire qu'ils produisent de l'électricité lorsqu'ils sont soumis à des forces mécaniques, le tout en étant à haute densité énergétique. Ainsi, outre leur résistance exceptionnelle, d'autres fonctionnalités encore plus intéressantes au niveau énergétique pourraient à l'avenir être attribuées à ce « nouveau » matériau aux propriétés extraordinaires.