Un nouveau cristal produit avec de la poudre à canon est plus résistant que le diamant

Les scientifiques ont créé le minéral lonsdaléite en laboratoire et ont testé sa résistance à l’aide d’ondes sonores – avant qu’il ne soit détruit.

Crédit : Daniele Levis Pelusi via Unsplash

Les diamants sont peut-être les meilleurs amis des filles en raison de leur éclat et de leur glamour, mais ils sont également utiles d’un point de vue pratique. Ce minéral ultra-résistant est utilisé comme abrasif industriel, sur les bords des outils de coupe ou sur les forets ultra-puissants.

Qu’ils servent de parure ou d’outils, les diamants ne sont pas bon marché. Les scientifiques espèrent depuis longtemps trouver un moyen de créer un matériau aussi solide que les diamants. Aujourd’hui, ils ont peut-être quelque chose de mieux.

On pense que la lonsdaléite, également appelée diamant hexagonal, est encore plus solide que le diamant. Mais ce minéral cristallin rare à six côtés a rarement été trouvé dans la nature – généralement uniquement sur des sites d’impact de météorites – et uniquement dans des échantillons trop petits pour être mesurés.

Sa dureté exacte restait inconnue – jusqu’à présent.

Faire pousser des diamants

Des chercheurs de l’Institut de physique des chocs de l’université de l’État de Washington ont mis au point des diamants hexagonaux suffisamment grands pour les étudier en laboratoire et tester leur rigidité et leur dureté.

« Le diamant est un matériau très unique », a déclaré dans un communiqué Yogendra Gupta, directeur de l’Institute for Shock Physics et auteur de l’étude. « Ce n’est pas seulement le plus solide – il a de belles propriétés optiques et une conductivité thermique très élevée. Nous avons maintenant fabriqué la forme hexagonale du diamant, produite dans le cadre d’expériences de compression par choc, qui est nettement plus rigide et plus solide que les diamants gemmes ordinaires. »

À l’aide de poudre à canon et de gaz comprimé, l’équipe de M. Gupta a lancé des disques de graphite de la taille d’une pièce de monnaie sur un matériau transparent à une vitesse de 15 000 miles par heure.

À l’impact, des ondes de choc ont traversé les disques, les transformant en lonsdaléite.

Mesurer la force par le son

Le son se propage plus rapidement dans les matériaux plus rigides. Les chercheurs ont donc généré une petite onde sonore peu après l’impact et ont utilisé des lasers pour suivre sa progression dans le diamant. La lonsdaléite s’est avérée plus rigide que le diamant.

Comme les matériaux plus rigides sont généralement plus durs et plus résistants aux rayures, ils ont conclu que la lonsdaléite est plus solide que le diamant – de 58 %, un nouveau record. Ils ont publié leurs résultats dans Physical Review Letters.

« Si un jour nous pouvons les produire et les polir, je pense qu’ils seraient plus demandés que les diamants cubiques. » YOGENDRA GUPTA

Nous n’avons pas à craindre que les super-diamants créés en laboratoire fassent paraître nos précieux bijoux ternes. La lonsdaléite n’a duré que quelques nanosecondes avant que l’impact à haute vitesse n’oblitère la gemme – juste assez longtemps pour que l’équipe puisse obtenir ses mesures. Selon M. Gupta, s’ils parviennent à les conserver plus longtemps, la nature rare et éphémère de la lonsdaléite pourrait lui conférer plus de valeur que les diamants cubiques.

« Si un jour nous pouvons les produire et les polir, je pense qu’ils seraient plus demandés que les diamants cubiques », a déclaré Gupta. « Si quelqu’un vous disait : “regardez, je vais vous donner le choix entre deux diamants : l’un est beaucoup plus rare que l’autre.” Lequel choisiriez-vous ? »

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Source : Big Think – Traduit par Anguille sous roche