Ces scientifiques transforment les combustibles fossiles en diamants purs


Les diamants sont synthétisés à partir de combustibles fossiles, d’hydrogène, de carbone et d’un laser.

diamants

Une nouvelle étude de l’université de Stanford et du SLAC National Accelerator Laboratory montre comment fabriquer des diamants à partir de combustibles fossiles. Sans pratiquer l’alchimie.

Les diamants à partir de combustibles fossiles

Pour créer des diamants, les scientifiques prennent un amas de poussière blanche, le pressent dans une chambre de pression garnie de diamants et le tirent avec un laser. Lorsqu’ils ouvrent la chambre, un nouveau grain microscopique de diamant pur scintille des profondeurs.

L’étude de l’équipe montre comment, grâce à de subtils ajustements de la chaleur et de la pression, la recette ci-dessus permet de produire des diamants à partir d’une sorte de molécule d’hydrogène et de carbone que l’on trouve dans le pétrole brut et le gaz naturel partout dans le monde.

“Ce qui est passionnant dans cet article, c’est qu’il montre une façon de tromper la thermodynamique de ce qui est généralement nécessaire à la formation des diamants”, a déclaré Rodney Ewing, géologue de Stanford et co-auteur de l’article publié le 21 février dans la revue Science Advances, sur phys.org.

Bien sûr, ce n’est pas la première fois que des scientifiques synthétisent des diamants à partir d’autres matériaux (cela se fait depuis 60 ans). Cependant, le processus nécessite généralement une quantité exorbitante d’énergie, de temps ou l’ajout d’un catalyseur (généralement un métal), ce qui diminue la qualité du diamant. “Nous voulions un système propre, dans lequel une seule substance se transforme en diamant pur – sans catalyseur”, a déclaré Sulgiye Park, auteur principal de l’étude et chercheur postdoctoral à la School of Earth, energy & environmental sciences (Stanford Earth), rapporte phys.org.

Les applications de cette nouvelle transformation vont au-delà de la joaillerie. Les diamants – connus pour leur stabilité chimique, leur dureté extrême, leur transparence optique et leur conductivité thermique élevée – sont extrêmement précieux en tant que matériau pour la médecine, les technologies de l’informatique quantique, l’industrie et la détection biologique.

“Si vous pouvez fabriquer même de petites quantités de ce diamant pur, alors vous pouvez le doper de manière contrôlée pour des applications spécifiques”, a déclaré Yu Lin, auteur principal de l’étude et chercheur au Stanford Institute for materials and energy sciences (SIMES) au Laboratoire national de l’accélérateur du SLAC.

Recette des profondeurs infernales

Les diamants se cristallisent naturellement à partir du carbone, à des centaines de kilomètres sous la surface de la Terre. Cela s’explique par le fait que – dans les profondeurs du sous-sol – les températures grimpent jusqu’à des milliers de degrés Celsius. Lorsque nous déterrons des diamants formés de cette façon, nous recueillons des diamants qui ont été lancés vers le haut à partir des profondeurs d’ébullition lors d’éruptions volcaniques d’il y a des millions d’années, qui ont emporté avec elles d’anciens minéraux de l’intérieur de la planète.

Cela signifie que les diamants peuvent nous dire quelque chose sur ce qu’il en est à l’intérieur de la Terre. “Les diamants sont des vaisseaux qui permettent de ramener des échantillons des parties les plus profondes de la Terre”, a déclaré Wendy Mao, physicienne des minéraux de Stanford et responsable du laboratoire où Park a réalisé la plupart des expériences de l’étude.

Le nouveau processus commence par le raffinage de trois types de poudre à partir de pétroliers remplis de pétrole. “C’est une quantité minuscule”, a déclaré Wendy Mao à phys.org. “Nous utilisons une aiguille pour en prélever un peu afin de l’amener sous un microscope pour nos expériences.”

À première vue, ces poudres inodores et collantes ressemblent à du sel gemme. Mais les scientifiques expérimentés peuvent utiliser un puissant microscope pour différencier les atomes disposés selon le même schéma spatial que ceux qui composent un cristal de diamant. C’est comme si une cage complexe de diamant était découpée en plus petits morceaux composés d’une, deux ou trois cages plus petites.

Les diamants – comme les combustibles fossiles – ont une mauvaise réputation. Dans certains cas, comme celui du changement climatique mondial, cela semble mérité. Mais à mesure que cette nouvelle technologie progresse, nous pourrions inverser l’adage selon lequel Une mauvaise action n’en excuse pas une autre et produire des diamants à partir de combustibles fossiles sans avoir à attendre des millions d’années.

Lire aussi : Un nouveau minéral trouvé à l’intérieur d’un diamant a été forgé à 170 kilomètres sous la surface de la Terre

Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche

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