Gelée de carbone : le dernier tour de la C60

Les gels sont une sorte de casse-tête pour les chimistes. Ces matériaux gélatineux ne sont pas tout à fait solides et pourtant pas liquides non plus. Les gels vivent dans une sorte de zone crépusculaire chimique où ils partagent de nombreuses propriétés des deux phases de la matière.

C'est tellement déroutant que les chimistes ont du mal à définir ce que c'est qu'un gel, ou quelles propriétés ses composants doivent avoir.

Une chose sur laquelle ils s'accordent cependant est que les gels se composent d'au moins deux composants : un composant liquide et un composant solide qui forme un réseau lâche qui lie la substance ensemble. C'est ainsi que les propriétés gélatineuses apparaissent.

Maintenant, même ce morceau de savoir commun pourrait devoir changer. Aujourd'hui, Patrick Royall de l'Université de Bristol au Royaume-Uni et Stephen Williams de l'Université nationale australienne affirment que le C60, la forme de carbone du ballon de football, peut se transformer en gel tout seul.

Alors comment ça se fait ? Depuis quelque temps, les chimistes savent que le C60 forme plusieurs phases différentes de la matière. Il peut s'agir d'un cristal solide, par exemple. Mais il est également connu de se former en grappes d'une large gamme de tailles. Et il peut former un liquide sur une plage de températures limitée (bien que ce liquide soit stable ou non, personne n'en est tout à fait sûr).

La question qui intéresse les chimistes est de savoir si un état de type liquide peut exister en même temps que les amas, qui pourraient alors se lier ensemble pour former la structure de réseau caractéristique qui maintiendrait la substance gélatineuse ensemble.

Royall et Williams répondent à cette question en créant un modèle informatique de cette substance et en vérifiant ensuite si elle est stable. Et leur conclusion est que c'est possible. Nous avons présenté des preuves numériques que le C60, dans les bonnes conditions, peut former un gel, disent-ils.

Une telle substance serait une curiosité chimique bizarre. Cela signifie qu'en plus de former du diamant, du graphite, du graphène et un nombre infini de structures en grillage de carbone telles que des tubes et des ballons de football, le carbone peut également être une gelée.

Mais il y a encore du travail à faire. Savoir qu'une substance peut être stable est évidemment utile mais cela ne veut pas dire qu'il est possible de la fabriquer.

Royall et Williams disent qu'il devrait exister sur des échelles de temps qu'ils peuvent simuler, jusqu'à 100 nanosecondes.

Mais ces types de simulations sont notoirement difficiles à affiner. Il est possible que le C60 préfère se cristalliser.

Bien sûr, il n'y a qu'une seule façon de le savoir. Et maintenant, les bénévoles prêts à essayer ne manqueront probablement pas.

Réf : arxiv.org/abs/1102.2959 : C60 : le premier gel mono-composant ?

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