Une forme de carbone imaginée bien avant d’exister

Il y a des découvertes qui donnent le sourire aux amoureux des sciences. Celle-ci en fait partie. Une équipe suédoise dirigée par Karl Börjesson, de l’université de Göteborg, en collaboration avec Stockholm et Chalmers, a réussi à synthétiser une toute nouvelle forme du carbone. Son nom : le diamondiyne, parfois surnommé le « diamant poreux ». Les travaux ont été publiés le 14 septembre 2026 dans la revue scientifique Angewandte Chemie International Edition.

Le plus savoureux ? Ce matériau avait été prédit sur le papier il y a environ 35 ans. Des chercheurs avaient calculé qu’une telle structure devait pouvoir exister, sans jamais parvenir à la fabriquer. Trois décennies et demie plus tard, la théorie rejoint enfin la paillasse du laboratoire.

Un allotrope, qu’est-ce que c’est ?

Un petit détour par la chimie s’impose, tout en douceur. Le carbone est un atome unique, mais il a le talent de s’assembler de multiples façons. Ces différents arrangements d’un même atome, on les appelle des allotropes. Autrement dit : mêmes briques, constructions différentes.

Vous en connaissez déjà plusieurs sans le savoir :

• le diamant, dur et transparent, où chaque atome est solidement lié à ses voisins dans les trois dimensions ;
• le graphite, tendre et gris, celui de la mine de nos crayons, organisé en feuillets qui glissent les uns sur les autres ;
• le graphène, une seule couche d’atomes en nid d’abeille ;
• les fullerènes, de minuscules cages de carbone en forme de ballon.

Le diamondiyne vient donc s’ajouter à cette petite famille. Et il y occupe une place assez rare.

Un « diamant poreux » : la structure expliquée simplement

Comme le diamant, le diamondiyne fait partie des rares formes de carbone à se lier de façon covalente dans les trois dimensions. En clair, ses atomes tissent un réseau solide dans toutes les directions de l’espace, et non en simples feuillets comme le graphite.

La différence se joue dans le détail des liaisons. Là où le diamant les enchaîne toutes identiques, le diamondiyne alterne liaisons simples et liaisons triples. Cette alternance crée, de place en place, des vides réguliers. D’où le joli surnom de « diamant poreux » : une sorte de dentelle de carbone, solide mais parsemée de petits espaces ordonnés, au lieu d’un bloc plein.

Le vrai exploit : se passer de hautes pressions

C’est sans doute l’aspect le plus remarquable de ces travaux. Fabriquer du diamant demande des pressions colossales et des températures très élevées, avec des équipements lourds et coûteux. Le diamondiyne, lui, se forme sans haute pression : les chercheurs l’ont obtenu sous la forme d’un film mince, qui se constitue à l’interface entre deux liquides, avec un matériel relativement peu onéreux. Une excellente nouvelle : en science des matériaux, une voie de synthèse plus simple et plus accessible ouvre souvent la porte à de nombreuses explorations.

Pourquoi une telle structure intrigue les chercheurs

Un réseau de carbone à la fois solide et percé de vides réguliers, voilà qui stimule l’imagination. Sur le papier, une architecture 3D poreuse pourrait intéresser plusieurs domaines :

• le stockage de gaz, les pores pouvant en théorie piéger de petites molécules ;
• la filtration, pour trier ou retenir certaines substances ;
• l’électronique, le carbone offrant des propriétés électroniques variées ;
• la catalyse, où une grande surface interne peut favoriser des réactions chimiques.

Attention toutefois : toutes ces pistes sont, à ce stade, purement potentielles. Elles relèvent du conditionnel et devront être confirmées, ou non, par de futures recherches.

La prudence, cette compagne des vraies découvertes

Car il faut le dire clairement : nous n’en sommes pas encore au matériau « prêt à l’emploi ». Ce que l’équipe a obtenu, ce sont de minuscules microcristaux, de l’ordre de dix nanomètres, dispersés au sein d’un film en partie amorphe, c’est-à-dire désordonné. La cristallisation n’est confirmée que par endroits, et les propriétés physiques, y compris la porosité réelle, restent à étudier.

La preuve expérimentale est donc encore partielle. C’est le propre de la recherche : une première synthèse est une porte qui s’ouvre, pas une ligne d’arrivée. Il faudra d’autres mesures, et sans doute quelques années, pour savoir ce que ce carbone a vraiment dans le ventre.

Une belle leçon de patience scientifique

Au fond, cette histoire est celle d’une idée qui a traversé le temps : prédite il y a trente-cinq ans, puis concrétisée grâce à une astuce de chimie élégante. Le diamondiyne nous rappelle que les sciences avancent souvent par petites touches. Savourons donc l’émerveillement avec mesure : un nouveau membre vient d’entrer dans la famille du carbone, et il porte en lui des promesses qu’il reste à vérifier. C’est déjà une très jolie étape.