Des chercheurs en passe de sortir les quasi-cristaux de l'oubli ?

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Matériau "star" à la fin du 20e siècle, les quasi-cristaux, un alliage métallique dans lequel les atomes sont ordonnés mais assemblés de façon non périodique, avaient fini par être boudés pour leur trop grande fragilité. Mais de nouvelles découvertes sur leur structure pourraient les sortir de l'ombre.

Dans les années 1980 et 1990, un nouveau type de matériaux a connu son heure de gloire en promettant une révolution dans de nombreux domaines : les , découverts par l'Israélien et ses collègues en 1982 (il obtiendra pour cela le prix Nobel de chimie en 2011). Ces solides aux propriétés inattendues, qui présentent des cristaux ordinaires, ont en effet à l’époque émoustillé les physiciens et les industriels du monde entier.

Durs comme de l’acier, avec des coefficients de frottement proches de ceux du diamant, ils présentent paradoxalement une flexibilité à haute température. S’ils entrent dans la catégorie des alliages métalliques, ils ont aussi la qualité inattendue d’être d’excellents isolants thermiques et électriques. Aussi imagine-t-on à l'époque retrouver ces "anti-métaux" - une autre dénomination possible - bientôt partout, des cellules solaires aux ustensiles de cuisine, en passant par les équipements professionnels ou sportifs.

Des microfissures comme talon d'Achille

Pourtant, le soufflet retombe au début des années 2000, lorsque les premiers fabricants à les exploiter comprennent que les quasi-cristaux ont un gros point faible : de minuscules fissures entre leurs cristaux, appelées joints de grains, et qui favorisent leur corrosion et les rendent susceptibles de se briser tôt ou tard. L’espoir d’un succès commercial s’envole, et les quasi-cristaux finissent par être rangés au placard. Pour toujours ? Peut-être pas.

Crédits : Sophie Ramis/MM/AFP

Une équipe de recherche menée par l’Université du Michigan s’est penchée sur ces parias de la physique des matériaux. Dans un article publié le 11 octobre 2021 dans , elle affirme avoir trouvé un moyen de faire disparaître leurs microfissures. Dans certaines conditions, il apparaît que de petits quasi-cristaux peuvent entrer en collision et se fondre ensemble, formant alors un plus grand et unique cristal sans les imperfections – ou joints de grain – que l’on trouve dans les groupes de cristaux plus petits.

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