Des scientifiques ont découvert que l'or change de structure à des pressions extrêmes

L’or est l’un des métaux les plus précieux et les plus coûteux au monde. Mais il représente également quelque chose d’important pour la science à cause de ses propriétés physico-chimiques. Mais si les scientifiques croyaient jusqu’à présent presque tout savoir sur l’or, de nouvelles études ont révélé une nouvelle structure inédite de ce métal.

Une découverte surprenante

Les scientifiques viennent ainsi de découvrir quelque chose de nouveau à propos de l’or. Lorsqu’une pression extrême de compression est appliquée rapidement au métal, en l’espace de quelques nanosecondes la structure atomique de l’élément change, devenant plus similaire à des métaux plus durs que l’or. C’est la première fois que cet état structurel est observé dans l’or, suggérant des propriétés qui pourraient aider les scientifiques à affiner leur compréhension du comportement des éléments soumis à de fortes pressions.

Cette découverte provient d’une nouvelle étude faite par des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et de la Carnegie Institution for Science. Leur expérience a notamment été réalisée au laboratoire national d’Argonne, dans l’Illinois, à l’aide d’un laser à haute énergie. Pour ce faire, ils ont chauffé l’or à des températures extrêmes et l’ont comprimé à des pressions aussi élevées que celle du centre de la Terre. Les résultats de la recherche ont notamment été publiés dans la revue scientifique Physical Review Letters.

Explication du phénomène

Plus précisément, Richard Briggs, du LLNL, et ses collègues ont découvert qu’une compression rapide à 223 GPa (gigapascals) faisait en sorte que l’or se transforme en une structure moins serrée de corps centré. À savoir que 223 GPa correspondent à environ 2,2 millions de fois la pression atmosphérique de la Terre. « Nous avons découvert une nouvelle structure en or qui existe dans les états extrêmes – les deux tiers de la pression au centre de la Terre », a notamment déclaré Briggs.

Ainsi, l’augmentation de la température et de la pression transforme la structure FCC (Face Centered Cubic Structure – ou système réticulaire cubique) de l’or en une structure appelée « body-centered cubic (BCC) » ou système cristallin cubique. De nombreux métaux, dont les plus mous tels que le lithium et le sodium, et les plus durs tels que le tungstène et le chrome, ont une structure BCC. Si les physiciens sont familiers avec le basculement entre les structures FCC et BCC dans les usines métallurgiques pour la fabrication de l’acier, ce changement n’a jamais été documenté pour l’or.

Ces nouvelles découvertes sont très importantes, et d’autres expériences devraient être menées afin de mieux comprendre cette nouvelle structure de l’or. Selon Richard Briggs : « Nos résultats peuvent aider les théoriciens à améliorer leurs modèles d’éléments soumis à une compression extrême et à envisager l’utilisation de ces nouveaux modèles pour examiner les effets de la liaison chimique afin de contribuer au développement de nouveaux matériaux pouvant être formés à des états extrêmes. »

Par Gabrielle Andriamanjatoson, le 15 août 2019