Le matériau le plus solide du monde créé en laboratoire : voici de quoi il s'agit

Quand on pense au matériau le plus dur sur Terre, on pense très probablement au diamant. Cette réponse est correcte, mais seulement si l'on considère uniquement les éléments formés dans la nature. Si, en revanche, nous considérons également les produits fabriqués par l'homme, la réponse est tout à fait différente.

Pourquoi les diamants sont-ils la matière naturelle la plus dure au monde ?

W.carter/ Wikimedia Commons - CC BY-SA 4.0

Le diamant est connu pour sa remarquable dureté, un attribut qui découle de sa structure cristalline dense et robuste. Au cœur de cette structure se trouvent des atomes de carbone, qui forment entre eux des liaisons covalentes extrêmement fortes et étroites. Ces liaisons créent un réseau tridimensionnel qui confère au diamant une résistance inégalée à la déformation.

C'est cette configuration moléculaire unique qui fait du diamant l'un des matériaux naturels les plus durs actuellement connus.

En plus de sa dureté, le diamant possède également un autre attribut important : un point de fusion élevé. Cette caractéristique indique que le diamant nécessite des températures très hautes pour fondre.

Cette caractéristique, alliée à sa structure cristalline, rend ce matériau non seulement extrêmement dur, mais aussi résilient face à divers types de contraintes, y compris celles thermiques.

Qu'ont découvert les scientifiques en laboratoire ?

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Une équipe internationale de scientifiques d'Amérique du Nord, d'Europe et de Russie a fait une découverte révolutionnaire en mettant au point une substance dont la dureté pourrait rivaliser avec celle du diamant.

Ce nouveau matériau est constitué d'une variété particulière de nitrure de carbone, un semi-conducteur organique, qui s'est avéré plus dur que le nitrure de bore cubique, un matériau connu pour être presque aussi dur que le diamant.

Cette découverte est d'autant plus importante que, dès 1989, des physiciens théoriques avaient émis l'hypothèse de l'existence d'un composé similaire présentant ces propriétés exceptionnelles. Mais ce n'est qu'aujourd'hui que les scientifiques sont parvenus à le synthétiser.

La recherche, publiée dans la revue Advanced Materials, a été menée par Dominique Laniel de l'université d'Édimbourg.

Comment a-t-on créé un matériau encore plus résistant que le diamant ?

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Pour créer ce nouveau nitrure de carbone, les scientifiques ont appliqué des techniques similaires à celles utilisées pour synthétiser les diamants, en utilisant des pressions et des températures extrêmement élevées. Étonnamment, le composé a conservé sa dureté exceptionnelle, même à température ambiante et dans des conditions atmosphériques normales.

Les applications potentielles de cette nouvelle substance sont vastes, allant du revêtement des vaisseaux spatiaux et des véhicules à son utilisation dans les panneaux solaires et les outils de coupe et de forage.

Cette découverte représente une avancée majeure pour notre époque, car les diamants, connus pour être la substance naturelle la plus dure sur Terre, sont également utilisés dans de multiples domaines d'application, mais sont coûteux et difficiles à produire. La découverte d'un matériau alternatif plus dur pourrait donc ouvrir de nouvelles frontières dans les domaines de l'ingénierie et de la science des matériaux.