La structure des microcristaux enfin révélée
Par Benje le jeudi, octobre 4 2007, 11:17 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Nouvelle d'origine sur techno-science.net
Source: CNRS
Comment déterminer la structure des microcristaux, dont les grains sont si petits qu'ils forment des poudres ? Jusqu'à présent, la diffraction des rayons X, que l'on utilise habituellement sur les cristaux, restait muette sur ce point. Pour la première fois, des chercheurs de l'ESRF (1) et du CNRS ont utilisé cette méthode afin de déterminer la structure de grains de l'ordre du micron cube. Ils gagnent ainsi un facteur mille sur la taille des grains analysables, grâce à un nouvel équipement crée à l'ESRF. Cette première mondiale ouvre des perspectives considérables aux chimistes et physiciens du solide, mais également aux biologistes.
Qu'est ce qui détermine les propriétés des cristaux ? L'arrangement des atomes qui les composent, c'est-à-dire leur structure cristalline. Pour y avoir accès, les scientifiques utilisent les techniques de diffraction des rayons X ou des neutrons. Mais, pour cela, la taille des cristaux doit être supérieure à 10 microns cube. En dessous, le solide est considéré comme une poudre, sur laquelle les chercheurs appliquent les techniques, dites de diffraction de poudres, mais qui ne sont pas aussi faciles à exploiter. En plus, elles ne conviennent que pour des solides dont la maille cristalline est inférieure à trois millionièmes de microns. A cause de ces limitations, la structure de nombreux nouveaux solides synthétisés dans les laboratoires sous forme de poudre demeure inconnue, faute de cristaux suffisamment grands.
Les équipes de l'ESRF et de l'Institut Lavoisier (CNRS/Université de Versailles Saint-Quentin) ont utilisé pour la première fois un nouvel équipement qui permet de faire de la diffraction des rayons X sur des cristaux de l'ordre du micron cube, soit un volume mille fois plus petit que précédemment. Ce nouvel équipement est constitué d'un système de focalisation du faisceau lumineux de l'ESRF, assorti d'un goniomètre (pour positionner l'échantillon avec précision). Les chercheurs ont étudié la structure d'un composé hybride organique-inorganique susceptible d'être utilisé pour absorber des gaz ou encapsuler diverses molécules organiques (un carboxylate d'aluminium microporeux). Cette étude confirme qu'il est possible, avec le nouvel équipement, de repousser les limites de taille des cristaux à étudier par diffraction des rayons X. "Il s'agit d'une révolution: ce qui était considéré jusqu'ici comme une poudre devient un cristal. Les chercheurs vont ressortir tous les produits inexploitables restés dans leurs tiroirs et publier leurs structures, avec de nombreuses avancées scientifiques à la clé", déclare Thierry Loiseau, de l'Institut Lavoisier.
Comment déterminer la structure des microcristaux, dont les grains sont si petits qu'ils forment des poudres ? Jusqu'à présent, la diffraction des rayons X, que l'on utilise habituellement sur les cristaux, restait muette sur ce point. Pour la première fois, des chercheurs de l'ESRF (1) et du CNRS ont utilisé cette méthode afin de déterminer la structure de grains de l'ordre du micron cube. Ils gagnent ainsi un facteur mille sur la taille des grains analysables, grâce à un nouvel équipement crée à l'ESRF. Cette première mondiale ouvre des perspectives considérables aux chimistes et physiciens du solide, mais également aux biologistes.
Qu'est ce qui détermine les propriétés des cristaux ? L'arrangement des atomes qui les composent, c'est-à-dire leur structure cristalline. Pour y avoir accès, les scientifiques utilisent les techniques de diffraction des rayons X ou des neutrons. Mais, pour cela, la taille des cristaux doit être supérieure à 10 microns cube. En dessous, le solide est considéré comme une poudre, sur laquelle les chercheurs appliquent les techniques, dites de diffraction de poudres, mais qui ne sont pas aussi faciles à exploiter. En plus, elles ne conviennent que pour des solides dont la maille cristalline est inférieure à trois millionièmes de microns. A cause de ces limitations, la structure de nombreux nouveaux solides synthétisés dans les laboratoires sous forme de poudre demeure inconnue, faute de cristaux suffisamment grands.
Les équipes de l'ESRF et de l'Institut Lavoisier (CNRS/Université de Versailles Saint-Quentin) ont utilisé pour la première fois un nouvel équipement qui permet de faire de la diffraction des rayons X sur des cristaux de l'ordre du micron cube, soit un volume mille fois plus petit que précédemment. Ce nouvel équipement est constitué d'un système de focalisation du faisceau lumineux de l'ESRF, assorti d'un goniomètre (pour positionner l'échantillon avec précision). Les chercheurs ont étudié la structure d'un composé hybride organique-inorganique susceptible d'être utilisé pour absorber des gaz ou encapsuler diverses molécules organiques (un carboxylate d'aluminium microporeux). Cette étude confirme qu'il est possible, avec le nouvel équipement, de repousser les limites de taille des cristaux à étudier par diffraction des rayons X. "Il s'agit d'une révolution: ce qui était considéré jusqu'ici comme une poudre devient un cristal. Les chercheurs vont ressortir tous les produits inexploitables restés dans leurs tiroirs et publier leurs structures, avec de nombreuses avancées scientifiques à la clé", déclare Thierry Loiseau, de l'Institut Lavoisier.