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Les techniques de recherche sur le hautes pressions sont utiles dans l'industrie et en médecine
Lorsque la pression est trop grande, quelque chose doit céder. Cela est vrai pour les molécules et pour tout le reste des scientifiques comme Ian Butler de l'Université McGill, à Montréal, étudient justement ce qui cède à des hauts niveaux de pression, c'est-à-dire comment les molécules modifient leur forme et les cristaux, leur structure.
S'il vous est déjà arrivé de trop gonfler un pneu de votre bicyclette, vous savez quel résultat éclatant vous obtenez. Une telle pression (environ 600 kPa, c'est-à-dire 6 fois la pression atmosphé rique normale) est source de beaucoup de puissance, mais elle est infime si on la compare à celle exercée au centre de la terre (3,6 x 108 kPa, soit environ 3,6 millions de fois la pression atmosphérique).
Il est maintenant possible de créer en laboratoire une pression voisine de celle que l'on retrouve au centre de la terre. On y arrive grâce aux celluies à enclume de diamant (deux petits diamants poussant l'un contre l'autre dans un appareil à piston et cylindre, l'échantillon à l'étude se trouvant placé dans une petite ouverture entre les deux diamants).
M. Butler et son groupe de recherche étudient les effets de telles pressions extrèmes sur les liens entre les atomes de carbone et de métal, sur les structures de céramiques industrielles importantes et sur ce qu'on appelle les «cristaux plastiques» - ces cristaux organiques dont les molécules se déplacent librement à la température de la pièce.
L'un de ces cristaux plastiques récemment découvert est le Buckminsterfuilerène C60 (ou «buckyball» comme l'appelient ses amis). Cette molécule de carbone a exactement la forme d'un bahon de soccer. Elle tire son nom du concepteur du dôme géodésique dont elle emprunte la forme: Buckminster Fuller.
À l'heure actuelle, ce sont surtout les scientifigues qui s'intéressent aux effets des hautes pressions, mais la technique de l'enclume de diamant peut sans doute trouver des applications à l'extérieur des laboratoires.
L'une de ces applications a de fortes chances d'attirer l'attention des industriels. Des scientifiques français ont découvert que lorsque que la «buckyball» est rapidement comprimée à la température de la pièce, à une pression équivalant à 200 000 fois celle de l'atmosphère, elle se transforms instantanément en un diamant polycristallin. Le graphite réagit de la mème manière, mais seulement s'il est chauffé à 1 200 K, en présence d'un catalyseur.
L'enclume de diamant peut également sauver des vies. Les chercheurs du Conseil national de recherches du Canada ont découvert que si l'on place un échantillon de tissu du célon à l'intérieur d'une enceinte sous haute pression, les changements observés dans le spectre infrarouge peuvent indiquer si l'échantillon est cancéreux on non.
L'utilisation de hautes pressions ne donne pas toujours de bons résultats. Mais, en laboratoire, ceux-ci peuvent être surprenants !
Alors qu'ils observaient le ciel à l'aide du télescope du Conseil national de recherches, à la fin des années 1970, le chimiste anglais Harold Kroto et une équipe de scientifiques candiens ont eu la surprise de découvrir qu'il existait beacoup plus de molécules contenant des chaînes carbonées qu'ils ne s'y attendaient. Cette énigme astronomique a amené M. Kroto et le chimistes américain Richard Smalley à décourvir la «buckyball».