Une nouvelle forme du carbone permettant de produire des diamants à “températures ambiantes”




Jusqu’ici, il existait 3 formes cristallisées du carbone (formes allotropiques du carbone) le graphite, le diamant et la lonsdaléite. Et bien des scientifiques ont découvert une nouvelle phase du carbone solide, baptisée Q-carbone, qui peut être utilisé pour créer des structures de diamants à des pressions atmosphériques et des températures ambiantes.

Image par microscopie électronique à balayage tirée de l’étude : des microdiamants produits à partir de Q-carbone. (Jagdish Narayan/ Anagh Bhaumik/ UCN)

Le Q-carbone est plus dur que le diamant, mais aussi encore trop nouveau pour une utilisation dans des applications courantes. Alors, les chercheurs ont mis au point une méthode spécifique pour créer des structures de diamant dans le Q-carbone, dont les usages sont à la fois vastes et variés.

La découverte a été réalisée par des chercheurs de l’université d’État de Caroline du Nord. Le Q-carbone est une nouvelle phase solide du carbone qui diffère du diamant et du graphite. Il n’est pas courant, comme le précise l’auteur principal de la recherche :

Le seul endroit où il peut être trouvé dans le monde naturel serait éventuellement dans le noyau de certaines plantes.

Pour le fabriquer en laboratoire, les chercheurs prennent une surface semblable à du verre et l’enduisent avec ce qui est appelé du carbone amorphe, une diffusion d’atomes de carbone qui ne sont pas encore parfaitement liés ensemble dans une structure cristalline comme le diamant. Ensuite, ils utilisent un laser et produisent des impulsions de 200 nanosecondes sur le carbone, chauffant celui-ci à 3727 °C pour ensuite le refroidir. Les chercheurs ont utilisé le même procédé, avec du Q-Carbone, pour créer des structures de diamant dans le carbone, un processus “relativement” peu coûteux.

Contrairement au graphite et au diamant, le Q-carbone brille quand il est exposé à de l’énergie, même à des niveaux faibles et il est également ferromagnétique. En raison de certaines de ses caractéristiques, les chercheurs affirment que le Q-carbone pourrait être utilisé, pour créer de nouvelles technologies d’affichage ou, selon l’auteur principal de l’étude, Jay Narayan :

Nous pouvons créer des nanoaiguilles de diamant ou des microaiguilles, ou de grands films de diamant, avec des applications dans l’administration de médicaments, dans des procédés industriels et pour la création de commutateurs à haute température et de puissants composés électroniques.