Des scientifiques chinois ont créé un matériau diamanté capable de conduire l’électricité tout en conservant son ultra-dureté. L'équipe a déclaré que le nouveau matériau pourrait être utilisé dans un large éventail d'applications, telles que dans les véhicules aériens et spatiaux, dans des conditions extrêmes telles qu'une chaleur élevée et une forte acidité, ainsi que dans le traitement des eaux usées et la fabrication d'électrodes à très haute résistance.
Le diamant, matériau naturel le plus dur, est un bon conducteur de chaleur mais pas d'électricité. Ainsi, pour créer le nouveau matériau, les scientifiques l'ont combiné avec du graphène . Bien que les deux soient des formes de carbone, le graphène a une conductivité électrique élevée, mais il a une structure bidimensionnelle complètement différente de celle du diamant.
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"Les composites de diamant, constitués de nanograins de diamant interconnectés et d'unités de graphène à quelques couches, présentent la conductivité électrique la plus élevée jamais rapportée et une excellente dureté ou ténacité", ont-ils écrit dans un article publié en février dans la revue à comité de lecture Proceedings of the National Academy of. Sciences des États-Unis d'Amérique .
"Nos résultats ouvrent la voie à la réalisation de matériaux diamantés conducteurs et ultra-durs de grande taille dans des conditions de synthèse simples, facilitant leur utilisation pratique dans des applications industrielles connexes", ont déclaré des scientifiques de l'Université de Zhengzhou, de l'Académie des sciences du Henan, de l'Université de Ningbo et Université de Jilin
À l’aide de nanodiamants, ils ont synthétisé des grains de diamant ultrafins interconnectés avec des couches de graphène dans des conditions modérées de température et de pression de 12 gigapascals entre 1 300 et 1 500 degrés Celsius (2 372 et 2 732 degrés Fahrenheit).
L'auteur de l'étude, Yang Xigui, professeur à l'Université de Zhengzhou spécialisé dans les matériaux diamantifères et la recherche en physique à haute pression, a déclaré que la production du nouveau matériau est compatible avec les processus existants de production de diamants synthétiques.
Il a déclaré que le composite avait une excellente ténacité, ce qui signifie qu'il ne se cassait pas facilement. Cela le rendrait approprié pour une utilisation dans les moteurs d’avions et d’engins spatiaux, qui ont tendance à subir des pressions et des températures élevées pendant leur fonctionnement. Le matériau conducteur et durable pourrait également prendre en charge l’électrocatalyse dans le traitement des eaux usées. Il peut être utilisé dans des environnements extrêmement chauds, hautement acides ou alcalins, conservant ainsi des performances stables à long terme.
« Notre produit de démonstration ressemble à une pièce de monnaie d'un diamètre de 13 mm et d'une épaisseur de 1 à 2 mm. Le graphène lui donne un aspect noir », a déclaré Yang. « Sa taille et sa forme peuvent être ajustées sur demande en fonction de l'application. »
Cheng Shaobo, également auteur de l'étude et professeur à l'Université de Zhengzhou, a déclaré que le développement du diamant est un exemple d'intégration étroite entre l'industrie, l'université, la recherche et les applications.
La Chine est de loin le plus grand producteur mondial de diamants de culture
Zhengzhou est située dans la province centrale du Henan en Chine, un important producteur mondial de diamants de synthèse. Selon le journal d'État China Daily, en juillet de l'année dernière, environ 95 pour cent des diamants synthétiques mondiaux étaient produits en Chine, et 80 pour cent provenaient du Henan.
Cela place la région potentiellement à l'avant-garde mondiale dans la production de ces nouveaux matériaux, à un niveau tel qu'il faudra des années, voire des décennies, pour égaler la capacité de la Chine dans ces domaines.
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L'article Des scientifiques chinois parviennent à créer un matériau diamant conducteur de l'électricité. Une nouveauté absolue vient des scénarios économiques .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/scienziati-cinesi-riescono-a-creare-un-materiale-al-diamante-conduttore-di-elettricita-una-novita-assoluta/ le Sat, 09 Mar 2024 09:00:53 +0000.