Le verre que nous connaissons le mieux est fabriqué à partir de dioxyde de silicium, mais des matériaux comme le bore, les polymères et les métaux ont également été utilisés. Aujourd’hui, une équipe internationale de scientifiques a développé une toute nouvelle classe de verre, faite de composés organométalliques. Ces nouveaux matériaux forment le verre plus facilement que les autres types, et sont beaucoup plus souples.
Le nouveau verre organométallique est composé de zinc et de deux composés organiques, connus sous le nom d’imidazolate et de benzimidazolate. Le matériau a la même structure atomique que le verre de silice, formant une forme pyramidale avec un atome de zinc au centre et quatre molécules des composés organiques qui l’entourent. Les chercheurs ont appelé leur création ZIF-62.
L’une des caractéristiques déterminantes du verre est sa structure lisse et non cristalline, et c’est le résultat d’un acte d’équilibrage très prudent pendant la production. Quel que soit le matériau utilisé, il doit être chauffé jusqu’à ce qu’il fonde, puis refroidi très rapidement pour que les cristaux n’aient pas le temps de se former. La capacité d’un matériau à éviter la cristallisation est connue sous le nom de capacité vitreuse.
Traditionnellement, le verre de silice est connu pour avoir la meilleure capacité de formation de verre, mais selon l’équipe, ZIF-62 l’a battu. En fait, il a surpassé 50 types de verre existants, et est beaucoup plus souple que le verre à base de silice. En ajustant la recette, les chercheurs ont découvert que plus ils ajoutaient de benzimidazolate, meilleure était la capacité de formation de verre du matériau.
Il y a encore des défauts à dépasser. Le processus de fabrication du verre de silice bénéficie de milliers d’années de raffinement, et il est difficile pour le ZIF-62 de rivaliser avec cela à ce stade précoce. Pour fabriquer le nouveau verre organométallique, les composés organiques doivent d’abord être synthétisés, puis mélangés avec du nitrate de zinc hydraté et un solvant. Ensuite, tout doit être chauffé à environ 427 °C suffisamment longtemps pour fondre complètement, mais s’il atteint les 527 °C, il commencera à se vaporiser.
«Cette famille de verres est si nouvelle que, bien que nous ayons déterminé sa capacité à former du verre et quelques autres propriétés, nous n’avons pas complètement caractérisé toutes ses propriétés matérielles», explique John C. Mauro, co-auteur d’une étude décrivant le nouveau matériel. « Il doit également y avoir des recherches sur la façon d’étendre ce processus pour la fabrication. »
Cette étude approfondie examinera également d’autres recettes de verre organique-métallique, y compris un verre à base de cobalt potentiel.
http://advances.sciencemag.org/content/4/3/eaao6827
