L’origine du diamant est attribuée à l’élément carbone pur, et c’est le matériau naturel le plus dur sur Terre. Cela s’explique par le fait qu’il se forme dans des conditions exceptionnelles sous une pression et une température extrêmes, à une profondeur comprise entre 140 et 190 kilomètres, où les températures atteignent 1300-2000 degrés Celsius, accompagnées d’une pression énorme.
Cependant, les scientifiques repoussent encore les limites du possible dans le domaine de la science des matériaux pour créer des matériaux encore plus durs.
Un groupe de chercheurs a réalisé une percée dans la formation du diamant synthétique, produisant un matériau extrêmement dur avec une structure cristalline hexagonale, différente de la structure cubique traditionnelle caractéristique du diamant naturel.
Cela a été réalisé en soumettant le graphite à une pression extrême, puis en le chauffant à 1527 degrés Celsius. Le résultat a été un diamant plus dur que le diamant naturel, ce qui pourrait révolutionner les applications industrielles et technologiques.
Ce type de diamant hexagonal est également connu sous le nom de « lonsdaleite », et a été identifié pour la première fois par les scientifiques il y a plus de 50 ans dans les sites d’impact des météorites anciennes.
Cependant, son utilisation est restée en grande partie théorique, en raison de la difficulté à produire des échantillons purs. Mais l’étude récente publiée dans la revue Nature Materials a fourni une preuve irréfutable de sa supériorité en termes de dureté, et elle représente une étape importante vers la compréhension de sa fabrication dans un environnement adapté.
Les résultats ont montré que le nouveau diamant synthétique a une dureté atteignant 155 gigapascals, bien au-delà de la dureté maximale du diamant naturel, qui est de 110 gigapascals.
Perspectives industrielles futures
En plus de battre les records de dureté, ce diamant hexagonal présente une stabilité thermique exceptionnelle, restant stable jusqu’à des températures atteignant 1100 degrés Celsius, ce qui représente une amélioration notable par rapport au « diamant nanométrique », qui se décompose à 900 degrés Celsius.
Bien que le diamant naturel puisse supporter des températures plus élevées, il nécessite un environnement sous vide pour ce faire, ce qui rend cette nouvelle forme synthétique particulièrement prometteuse pour les applications pratiques.
Tant que la pureté des petits échantillons a constitué un obstacle majeur à l’utilisation du diamant hexagonal, les chercheurs ont désormais découvert une méthode plus efficace pour le produire, en augmentant la pression pendant la transformation du graphite en diamant. Cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour sa production à grande échelle, ce qui pourrait en faire un élément essentiel dans des industries telles que le forage, l’exploration, la fabrication de machines et le stockage de données.
Ce n’est pas la première fois que les scientifiques tentent de produire du diamant à structure hexagonale en laboratoire. En 2016, une équipe de recherche a réussi à le fabriquer en utilisant du carbone amorphe, un matériau qui n’a pas de structure définie. Cependant, la nouvelle méthode permet de mieux comprendre comment ajuster et développer la composition de ce diamant super-dur, le rendant plus adapté aux applications futures.
Bien qu’il faille encore effectuer davantage de recherches avant qu’une production à grande échelle ne soit possible, cette découverte représente une avancée majeure en science des matériaux. À mesure que les chercheurs continuent d’améliorer les processus de fabrication, le diamant hexagonal pourrait devenir un élément clé de la prochaine génération d’outils industriels de haute performance et de technologies avancées.
