Un « super-diamant » aux propriétés révolutionnaires créé par des scientifiques chinois

Si le diamant fait partie des matériaux les plus durs au monde, il existe d’autres matériaux méconnus qui sont encore plus solides. Parmi eux figure la lonsdaléite, une sorte de super-diamant que des scientifiques viennent de réussir à synthétiser en laboratoire.

Qu’est-ce que la lonsdaléite ?

Quel est selon vous le matériau le plus dur au monde ? Nombreux sont ceux qui diront que c’est le diamant et ils n’auront pas tort, puisque le diamant est largement considéré comme étant le matériau naturel le plus dur au monde. Cependant, il faut savoir qu’il existe des matériaux théoriques, synthétiques ou alors extrêmement rares dont la dureté égale ou dépasse celle du diamant. Parmi ces matériaux figure la lonsdaléite. Également appelée diamant hexagonal, la lonsdaléite est l’une des trois formes cristallisées naturelles du carbone aux côtés du diamant et du graphite.

Lire aussi L’explosion d’une violence extrême d’une nova près de la Voie lactée interroge les spécialistes

Plus précisément, il s’agit d’un allotrope de carbone à réseau hexagonal, par opposition au réseau cubique du diamant conventionnel. La lonsdaléite peut être trouvée à l’état naturel dans des météorites de fer. Cependant, ce matériau n’y n’apparaît que sous forme de cristaux microscopiques rares, généralement de moins d’un micromètre de taille – raison pour laquelle elle ne peut pas prétendre au titre de matériau naturel le plus dur au monde. Toutefois, sur le plan théorique, la lonsdaléite est vraiment plus dure que le diamant.

40 % plus dur que les diamants naturels

Pour avoir des échantillons plus substantiels de lonsdaléite, des scientifiques tentent depuis des années de reproduire ce matériau en laboratoire, avec pour principal objectif une production à grande échelle du matériau pour un usage industriel. Pour la toute première fois, il semblerait que des scientifiques de l’université de Jilin, en Chine, aient réussi cet exploit. En effet, d’après les résultats de leur étude publiée dans la revue Nature Materials, les scientifiques chinois ont réussi à synthétiser en laboratoire un « super-diamant » pur qui est 40 % plus dur que les diamants naturels.

Le super-diamant en question est une lonsdaléite qui présente également une grande stabilité thermique puisqu’il reste stable à des températures allant jusqu’à 1 100 degrés Celsius. Les matériaux obtenus présentent aussi des propriétés semi-conductrices à bande interdite directe, avec une bande interdite 20 % plus petite que celle des diamants naturels, ce qui suggère des avantages potentiels dans les applications pour la fabrication de semi-conducteurs. Outre les semi-conducteurs, cette avancée ouvre d’importantes perspectives industrielles et scientifiques dans les domaines des outils de coupe, de l’aérospatiale, de la technologie laser, et même de la joaillerie.

Lire aussi Une galaxie lointaine offre un aperçu terrifiant d’un trou noir supermassif qui explose

Pour réussir cet exploit, les chercheurs ont chauffé du graphite comprimé dans des conditions contrôlées. Le processus a nécessité une pression 300 000 fois supérieure à celle de l’atmosphère terrestre, et cela a permis d’obtenir des cristaux de lonsdaléite mesurant 1,2 millimètre de diamètre. Notons que ce n’est pas vraiment la première fois que de la lonsdaléite est synthétisée en laboratoire. Cependant, en raison des limites des méthodes de préparation, les résultats obtenus jusqu’à présent étaient de faible pureté et restaient à l’échelle nanométrique. Cette réussite des chercheurs chinois ouvre la voie à des perspectives industrielles de l’usage des diamants hexagonaux.

Par ailleurs, pourquoi le diamant Hope a-t-il la réputation d’être maudit ?