Transformer les structures cristallines
Un monocristal est un matériau constitué d'un seul réseau cristallin, sans cassure, défaut ni impureté. Ces caractéristiques uniques confèrent des propriétés très intéressantes en mécanique, en optique et en électricité. Le projet SCSCT (Solid state chameleons: Chemical transformations as single crystal transitions), financé par l'UE, visait à changer la structure d'un matériau monocristallin, via un processus de transformation de cristal à cristal (SCSCT). Les chercheurs ont commencé par explorer une base de données de structures de cristaux, pour trouver des molécules susceptibles d'accepter la réaction de SCSCT. Ils ont ensuite étudié la structure cristalline de quelques-unes d'entre elles, pour élucides le fonctionnement de la réaction. La SCSCT utilise aussi une propriété inhabituelle de quelques matériaux, qui est d'exister sous plusieurs formes cristallines. Ce polymorphisme permet aux chimistes de changer les propriétés physiques et chimiques des matériaux, en modifiant leur conformation. Les chercheurs ont ainsi créé deux complexes métalliques polymorphes, en faisant réagir des composés contenant du cuivre et de l'acide boronique. Ils ont analysé la structure cristalline de chaque composé polymorphe, montrant qu'ils pouvaient servir à créer des structures cristallines dotées de propriétés utiles. Les chimistes ont aussi induit une SCSCT dans un complexe de zinc, créant deux formes d'un solide métallique. Ils ont commencé par ajouter du chlorure de zinc à un solvant, formant des cristaux dans une structure en forme de bande. Ils ont alors chauffé ces cristaux jusqu'à l'apparition d'une autre structure. Cette transformation s'est avérée réversible par refroidissement. Les informations générées par ce projet, et relatives aux structures monocristallines et aux réactions chimiques qui les forment, peuvent être appliquées à tout type de molécule ou de réaction. À terme, ceci aidera les chimistes à concevoir de nouveaux matériaux cristallins, uniques.
Mots‑clés
Cristal, structures cristallines, matériaux cristallins, monocristaux, transformation de cristal