Avec tous les matériaux déjà existants, vous aviez peut-être tendance à penser qu’il ne serait plus possible d’en trouver de nouveaux… C’est sans compter sur l’inventivité, l’ingéniosité et la ténacité de nos chercheurs qui, eux, savent qu’on peut toujours repousser les limites plus loin !
Chez les physiciens, c’est vers le domaine des hautes pressions que les chercheurs se sont tournés. On sait depuis longtemps que la pression est une variable thermodynamique fondamentale, mais jusqu’à récemment, ce sont les instruments techniques qui limitaient les pressions auxquelles les chercheurs pouvaient réaliser leurs expérimentations.
Aujourd’hui, il existe de nouveaux outils qui permettent de soumettre des matériaux à plusieurs millions de bars de pression ! (petit rappel, la pression atmosphérique c’est UN seul tout petit bar de pression…) Et à une telle pression… parfois… la magie opère !
Mais comment l’atteindre cette super pression ?
Dans les années 50, les chercheurs du Bureau National de Standards (NBS) aux Etats-Unis ont mis au point un équipement appelé « enclume à cellule de diamant », qui permet d’appliquer une pression extrême sur un matériau localisé entre 2 diamants, choisis pour leur solidité. Pour la petite histoire, c’est parce que le NBS est une entité publique qu’ils ont pu obtenir des diamants gratuitement afin de développer cet équipement : ils avaient été confisqués à des trafiquants ! En effet, il en ont détruit un certain nombre lors de la mise au point du système…
Depuis, et jusqu’à récemment, de nombreux équipements associés, notamment, de chauffe, de mesure, de compression, ou de maintien du matériau à « presser » ont été développés, permettant d’atteindre aujourd’hui des pressions 3,6 millions de fois supérieures à celle de l’atmosphère !
Qu’est-ce qu’on en sort, de cette machine folle ?
Le Saint Graal des matériaux ? L’hydrogène métallique. Les chercheurs estiment que si l’hydrogène est soumis à une pression suffisante, ses molécules pourront se séparer en atomes distincts. Les propriétés de cet atome seul en feraient un métal alcalin, et possiblement un superconducteur pouvant fonctionner à des températures extrêmes. Ils y sont presque…
D’autres exemples ? On pourrait former de nouveaux composés avec des gaz inertes, notamment avec l’azote, utiliser de nouveaux nanomatériaux pourraient au sein de nano-circuits, équiper nos maisons de nouveaux isolants, superconducteurs, panneaux solaires ou batteries…
Bref, toute une palanquée d’applications qui demain pourraient nous aider à optimiser nos choix énergétiques ou nos systèmes de communication !
A tel point que la Haute-Pression est désormais considéré comme un domaine à part entière de la Recherche en Physique des Matériaux !