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Un aérogel en diamant seulement 40 fois plus dense que l'air

ActualitéClassé sous :physique , chimie , Lawrence Livermore National Laboratory

On connaissait des aérogels en carbone depuis le début des années 1990 mais c'est tout récemment que des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory ont trouvé le moyen de les transformer en aérogel de diamant. Seulement quarante fois plus dense que l'air, ce matériau pourrait avoir des applications en optique.

Une vue d'artiste de l'enclume en diamant utilisée pour obtenir l'aérogel. © Kwei-Yu Chu/LLNL

Le grand public n'a probablement connu l'existence des aérogels que grâce à la mission Stardust. Pourtant, ces matériaux, semblables à un gel où le composant liquide est remplacé par du gaz et qui possède d'extraordinaires capacités d'isolant thermique, sont connus depuis 1931. On doit cette première au chimiste Samuel S. Kistler. Il s'agissait initialement d'aérogels de silice mais, au cours des années, d'autres aérogels, d'alumine, d'oxyde de chrome(III) ou d'oxyde d'étain sont apparus. Aujourd'hui, on s'intéresse à des aérogels de carbone.

Les chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory viennent de s'en servir pour créer un matériau à priori improbable : un aérogel en diamant dont la densité est très faible, seulement quarante fois celle de l'air. Pour l'obtenir, ils ont utilisé une cellule à enclume de diamants.

Un bon matériau pour l'optique

Leur dispositif tient dans la paume d'une main et comporte deux diamants entre lesquels on place en sandwich un échantillon de taille millimétrique que l'on veut comprimer à des pressions extrêmes, par exemple de l'ordre de 3 millions d'atmosphères. Transparents, les diamants peuvent laisser passer des faisceaux lasers et c'est ainsi que l'on explore les conditions pouvant régner au centre de la Terre ou au cœur des planètes géantes comme Jupiter.

Dans le cas présent, les physiciens ont d'abord fait infuser du néon à travers les pores d'un échantillon d'aérogel de carbone et l'ont ensuite comprimé à plus de 200.000 atmosphères et chauffé à plus de 1.000 °C. L'aérogel de diamant obtenu pourrait servir à recouvrir des lentilles dans des dispositifs optiques, comme des microscopes ou certains télescopes. En réduisant la quantité de lumière réfléchie, cela permettrait d'améliorer la qualité de ces instruments.

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