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Du carbone amorphe aussi résistant que du diamant

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Des chercheurs du laboratoire de géophysique de l'Institut Carnegie ont découvert une nouvelle forme de carbone. Bien qu'obtenue à partir du carbone vitreux, il s'agit d'une forme allotrope amorphe mais possédant des propriétés mécaniques comparables au diamant.

Un barreau de carbone vitreux. © smart-elements.com

Le diamant est un exemple de ce qu'on appelle l'allotropie. Bien que composés tout les deux d'atomes de carbones, deux morceaux presque purs de diamant et de graphite n'ont pas les mêmes propriétés. On obtient normalement le diamant à partir de carbone soumis à de hautes pressions mais on sait aussi l'obtenir avec de la tequila ou le mettre sous la forme d'un aérogel.

Le carbone vitreux, lui, a été découvert dans les années 1950. Bien que possédant des propriétés analogues à celles du verre, il ne s'agit pas vraiment d'une forme de carbone amorphe. Très résistant, il ne l'est pourtant pas autant que le diamant mais tout de même bien plus que le graphite. On l'emploi depuis des années car il possède une excellente résistance à une vaste gamme d'environnements chimiques agressifs. On peut donc l'utiliser à la place de métaux précieux pour les équipements de laboratoires, par exemple pour des électrodes.

Du carbone vitreux au carbone allotrope amorphe

Les physiciens du solide du laboratoire de géophysique de l'Institut Carnegie ont soumis du carbone vitreux à des pressions supérieures à 400.000 atmosphères. Le produit obtenu, bien qu'amorphe, contrairement au carbone vitreux, s'est révélé avoir des propriétés de résistance mécanique comparables à celle du diamant. 

Ainsi, comprimé sous une pression de 600.000 atmosphères dans une direction, la nouvelle forme allotrope du carbone en supporte une de 1,3 million d'atmosphère dans une autre direction. Seul le diamant était jusqu'ici connu pour être capable d'une telle performance. Si cette propriété persistait selon d'autres directions, le nouveau carbone serait préférable au diamant dans certaines applications. Il n'est pas capable, en effet, d'atteindre les mêmes performances de façon isotrope.