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Prix Nobel de Chimie : Daniel Shechtman récompensé pour la découverte des quasi-cristaux

Hugo Leroux
Prix Nobel de Chimie : Daniel Shechtman récompensé pour la découverte des quasi-cristaux

Géométriques mais non périodiques. les quasi-cristaux, à l'image de ce pavage de Penrose, possèdent une structure atypique et des propriétés inédites.

l'Israélien Daniel Shechtman a obtenu le prix Nobel de Chimie 2011 pour sa découverte des quasi-cristaux. Ces matériaux à la structure atypique ont longtemps suscité le scepticisme de la communauté scientifique avant de s’imposer comme un champ de recherche novateur. Leurs propriétés inhabituelles ouvrent la voie à des applications en mécanique ou en thermique.

En 1982, Daniel Shechtman, chercheur à l’Université Johns Hopkins aux USA, fait une découverte qui va bouleverser la science des cristaux. Sur un alliage d’aluminium et de manganèse rapidement solidifié, il découvre un spectre de diffraction discrète. Une caractéristique considérée comme l’apanage des cristaux classiques. 

Les cristaux sont alors définis comme des structures périodiques, c'est à dire que les positions des atomes se répètent à l’identique dans tout le matériau. Seulement voilà : cet alliage possède une structure apparemment organisée, mais l’ordonnancement de ses atomes ne répète pas invariablement la même figure. Géométrique, mais non périodique. D’où ce terme de quasi-cristal. 

Une théorie contestée

Mais le chemin de la reconnaissance est loin d’être tracé d’avance. C’est la polémique dans la communauté de la cristallographie. Le discrédit aux yeux de certains confrères. Puis à partir de la publication des résultats en 1984, d’autres chercheurs confirment peu à peu les observations de Schechtman, avant leur acceptation définitive en 1992. 

Les quasi-cristaux sont à présent partie intégrante de la recherche cristallographique. Une discipline primordiale, dont les applications traversent la physique, la chimie, les mathématiques, la biophysique, la biologie, la médecine, la science des matériaux, la métallurgie ainsi que les sciences de la terre.

Comme toute avancée en science fondamentale, les applications éventuelles ne sont pas à attendre dans l’immédiat. Mais elles pourraient nous réserver bien des surprises. Les chercheurs explorent actuellement les propriétés atypiques des quasi-cristaux. Leur grande dureté trouvera peut-être des applications originales en mécanique, tandis que leur grande résistivité, surprenante pour des alliages métalliques, en fait une piste prometteuse pour des matériaux isolants. 

Hugo Leroux

 

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