Liaisons dans les profondeurs du tableau périodique
Publié par Adrien le 24/01/2019 à 08:00
Source: Université McGill
L'idée d'un ordinateur imperméable vous semble farfelue ? Elle l'est pourtant beaucoup moins depuis qu'une équipe internationale composée de chercheurs de l'Université McGill, de la Croatie et du Royaume-Uni a démontré pour la première fois qu'il est possible de former des liaisons fortes et stables entre certains des éléments les plus lourds du tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) périodique. Un article paru récemment dans Nature Communications présente la première preuve expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de recherche...) et théorique selon laquelle il est possible d'utiliser de gros atomes lourds présentant un caractère métallique de plus en plus marqué, comme l'arsenic (L’arsenic est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole As et de numéro atomique 33, présentant des propriétés intermédiaires entre celles...) ou même l'antimoine, et des liaisons halogènes pour créer de nouveaux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) appelés cocristaux. Comme l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) n'intervient pas dans la liaison des éléments, ces nouveaux matériaux devraient être résistants à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et à l'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).).

Création de cocristaux dans les profondeurs du tableau périodique

Dans le cadre de bon nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de recherches récentes en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations...), on s'est attaché à créer de nouveaux matériaux en manipulant les interactions entre les molécules afin que ces dernières forment des structures organisées plus complexes. Par exemple, les scientifiques ont très souvent eu recours à des cocristaux formés par des liaisons hydrogène ou halogènes pour créer et fabriquer des produits pharmaceutiques améliorés, des polymères dotés de propriétés supérieures, comme le Kevlar, et, dernièrement, des matériaux utilisés en électronique. Jusqu'à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) récemment, de telles interactions devaient invariablement inclure au moins un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...) d'un élément "plus léger" se trouvant tout en haut du tableau périodique, comme l'hydrogène, l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote...), l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) ou le fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du premier élément de la famille des halogènes, de masse atomique 19.).

"Outre les applications pratiques potentielles de cette découverte, il s'agit d'une avancée importante en chimie fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.)", affirme Tomislav Frisčić, professeur de chimie de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) McGill et l'un des principaux auteurs de l'article. "C'est la première fois que des chercheurs confirment l'existence de phénomènes de reconnaissance moléculaire ne mettant en jeu que des éléments lourds situés dans les quatrième et cinquième périodes, donc beaucoup plus bas dans le tableau périodique. Notre travail de chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou atomique...) est très excitant en ce moment. Nous sommes en quelque sorte des explorateurs qui se rapprochent du pôle Sud (Le pôle Sud est le point le plus au sud de la surface de la Terre, diamétralement opposé au pôle Nord. Il est situé sur le continent...) du tableau périodique et qui ne savent pas ce qu'ils vont découvrir."

La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil....) d'une collaboration entre des scientifiques du Canada, de la Croatie et du Royaume-Uni qui poursuivent leurs travaux dans ce domaine. Ils veulent maintenant intégrer le bismuth (Le bismuth est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Bi et de numéro atomique 83.), l'élément le plus lourd pouvant être considéré comme stable, dans la conception de ce type de matériaux.

Selon le Pr Frisčić, l'équipe de recherche atteindrait alors vraiment les confins du pôle Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.).

L'article "Halogen-bonded cocrystallization with phosphorus, arsenic and antimony acceptors", rédigé par Katarina Lisac et coll., a été publié dans Nature Communications : https://doi.org/10.1038/s41467-018-07957-6.

L'étude a été financée par la Fondation croate pour la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient...), le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Bourse commémorative E.W.R. Steacie, la Bourse de l'Université de Birmingham (L'Université de Birmingham (University of Birmingham ou Birmingham University) est la plus ancienne des trois universités dans la ville anglaise de Birmingham. Elle a été fondée en 1900 à partir du Mason Science...) et la Bourse postdoctorale Banting du gouvernement du Canada. Elle a également profité du soutien de Calcul Québec et de Calcul Canada.
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