Des diamants synthétiques fabriqués à pression ambiante et c'est une petite révolution !

Voilà une petite révolution dans le domaine de la formation de diamants synthétiques. Jusqu’à présent, la production de ces cristaux impliquait de produire des conditions de haute pression et haute température. Mais grâce à un nouveau procédé, une équipe de chercheurs a réussi à produire des diamants à une température de « seulement » 1 025 °C et à une pression ambiante !

Le diamant, pierre précieuse naturelle, a la particularité de se former à grande profondeur dans le manteau terrestre, et donc à des conditions de très haute pression et haute température. Cet environnement de formation est d'ailleurs à l'origine de sa structure cristalline, composée d'atomes de carbone pur et agencé d'une certaine façon qui donne à ce cristal sa dureté exceptionnelle.

Le difficile procédé de la production de diamants synthétiques

La production de diamants synthétiques est cependant possible. Jusqu'à présent, le procédé le plus couramment utilisé impliquait toutefois de reproduire ces conditions de pression-température (5 à 6 gigapascals et entre 1 300 et 1 600 °C). Un procédé compliqué à mettre en œuvre, lent et coûteux. Une équipe de chercheurs vient cependant de mettre au point une nouvelle technique permettant de produire des diamants à une pression ambiante et à une température de 1 025 °C ! Une petite révolution dans le domaine, qui est présenté dans la revue Nature.

Un film de diamants produit à pression ambiante

Les cristaux de diamants se forment ainsi à partir d'un alliage métallique liquide composé de gallium, de fer, de nickel et de silicium, exposé à une atmosphère de méthane et d'hydrogène. Dans les conditions mentionnées ci-dessus, les chercheurs ont ainsi observé la formation de petits cristaux de diamants, juste sous la surface de cet alliage métallique liquide. Les métaux de l'alliage dissolvent en effet le carbone contenu dans les gaz et le silicium aide les atomes de carbone à se lier les uns aux autres pour former l'arrangement atomique pyramidal des diamants.

Diamants synthétiques produits au cours de divers tests à base d'un alliage métallique liquide. © Institute for Basic Science
Les chercheurs ont ainsi pu créer des films de diamants composés de milliers de minuscules cristaux. Une première étape qui pourrait ouvrir la voie à de très nombreuses applications.