Le groupe de recherche du professeur Tomislav Fris?i?, du Département de chimie de l'Université McGill, s'est forgé une solide réputation dans le domaine peu connu, mais en pleine croissance, de la mécanochimie, où les transformations chimiques s'effectuent en concassant, broyant ou cisaillant des ingrédients à l'état solide - des techniques faisant appel à la force brute plutôt qu'à des agents liquides très recherchés. "Votre cafetière broie un produit, et le broyage de molécules dans un laboratoire repose sur un principe similaire", explique le professeur Fris?i?. L'usage de la force
mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) présente également un important avantage, puisqu'il permet d'éviter le recours à des solvants en gros nocifs pour l'
environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...).
À la fin de 2012, une équipe transatlantique de chercheurs codirigée par le professeur Fris?i?
a rapporté avoir observé une réaction de broyage en temps réel, à l'aide de rayons X à forte pénétration qui lui a permis d'observer les changements extrêmement rapides survenus lorsque le broyeur a mélangé, moulu et transformé des ingrédients simples pour en faire un produit complexe. Cette technique a permis aux chercheurs de découvrir un
matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) organométallique (Un organométallique est un composé chimique comportant au moins une liaison carbone-métal. Il...) de courte durée, doté d'une structure inhabituelle, et créé pendant le processus de broyage. Dans un article publié le 23 mars 2015 dans la revue spécialisée
Nature Communications, les scientifiques l'ont appelé "katsénite", du nom de l'auteur principal de l'article, Athanassios D. Katsenis. Maintenant boursier postdoctoral à McGill, Athanassios Katsenis était alors étudiant en visite dans le groupe du professeur Fris?i? lorsque l'étude a été réalisée. Il a analysé la
topologie (La topologie est une branche des mathématiques concernant l'étude des déformations...) du matériau ? la disposition et les connexions entre les noeuds structurels de son
réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) cristallin ? et découvert que les résultats ne correspondaient à rien de connu.
Cette découverte apporte la première preuve concrète d'un phénomène dont les scientifiques soupçonnaient l'existence depuis longtemps: le broyage entraîne la création de phases temporaires caractérisées par des structures chimiques que les conditions habituelles ne permettent pas d'obtenir.
"S'il est peu probable que cette structure de type katsénite soit d'une quelconque utilité pratique, cette découverte représente une véritable percée qui influe sur notre compréhension du traitement à grande échelle des
matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) et ouvre la porte à un nouvel environnement propice à la création de structures auparavant inaccessibles", affirme le professeur Fris?i?. Par ailleurs, "c'est tout simplement formidable qu'un type de structure chimique porte le nom d'un
chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) mcgillois!".
Ont également collaboré à cette étude un groupe de scientifiques dirigé par Ivan Halasz, de l'Institut Ru?er Boskovi? (Croatie), ainsi que des chercheurs de l'Institut Max-Planck pour la
recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur l'état solide (Allemagne) et de l'Installation européenne de
rayonnement synchrotron (Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs...) (France).