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La découverte des fullerènes

SEED
 
Bernd Eggen

« Imaginez qu'il existe un matériau cent fois plus résistant que l'acier. Supposez que ce même matériau puisse également être utilisé pour créer des circuits électroniques beaucoup plus petits que les puces électroniques en silicone d'aujourd'hui. Ce matériau a déjà été découvert et j'ai eu la chance de faire partie de l'une des équipes de scientifiques qui ont fait cette découverte, par hasard. »

Bernd Eggen
Responsable localisation
et expert scientifique
Fondation SEED

La découverte de la molécule C60 est un merveilleux exemple des talents de certains scientifiques pour l'observation et la déduction qui permettent parfois des découvertes inattendues. Aucun des chercheurs impliqués n'a cherché à « découvrir » le fullerène, également appelé C60 car c'est une molécule composée de 60 atomes de carbone. Ces recherches sans application pratique immédiate, mais intéressantes d'un point de vue scientifique et pouvant parfois s'avérer très utiles dans le futur, sont appelées « recherches sauvages ». Malheureusement, ce type de recherche se fait de plus en plus rare dans les universités, où les crédits sont accordés uniquement si le sujet de recherche est approuvé et si son application est évidente.
Le carbone sous toutes ses formes
De gauche à droite : diamant, graphite, chaîne carbonée, C60, C70 et nanotube

Déduction et extrapolation

Les paradigmes sont des ensembles d'hypothèses qui sous-tendent le raisonnement scientifique. En général, ils s'articulent dans un domaine défini, où ils facilitent les découvertes à venir en fournissant aux scientifiques une base de connaissances sur laquelle développer la recherche et de nouvelles théories. Cependant, lorsque de nouvelles idées émergent ou que des révolutions scientifiques se manifestent, les paradigmes peuvent être remis en cause, souvent par de jeunes chercheurs. La découverte du fullerène a bouleversé un modèle de pensée bien établi qui tendait à affirmer que le carbone n'existait que sous deux formes principales : le graphite et le diamant.

Hasard et science

Les scientifiques font parfois des découvertes par accident tout en cherchant autre chose.

  • En 1669, l'alchimiste Hennig Brand se lança dans une quête de la pierre philosophale. Sa technique pour fabriquer de l'or consistait à faire évaporer de l'urine, puis à chauffer le solide obtenu dans un flacon fermé. Il n'a jamais obtenu d'or, mais il a isolé l'élément phosphore, qui a été ainsi nommé car il rougeoyait.
  • En 1856, William Henry Perkin utilisait de l'aniline, composé que l'on trouve dans le goudron de houille. Son objectif était de synthétiser la quinine, une drogue utilisée pour traiter la malaria. Au cours de ses expériences, il a obtenu un précipité noir à partir de l'aniline et l'a dissous dans l'alcool. Il a obtenu un liquide violet qui lui a semblé particulièrement efficace et stable pour teindre la soie.
  • Au cours de la première guerre mondiale, le gaz moutarde était une arme particulièrement insidieuse, un poison qui provoquait une inflammation de la peau, des muqueuses, des yeux et des poumons, entraînant souvent la mort. Les médecins qui s'occupaient des victimes diagnostiquaient un manque de globules blancs. Cette découverte a donné lieu à des recherches qui ont permis de développer la chloréthazine, une drogue utilisée en chimiothérapie qui est presque identique au gaz moutarde. Elle est encore utilisée de nos jours pour traiter certains types de lymphomes.
  • En 1938, le chimiste allemand Otto Hahn a découvert par hasard la fission nucléaire. Il essayait de créer des atomes lourds en bombardant de neutrons des atomes plus légers. Il espérait que les neutrons seraient absorbés dans les noyaux des atomes visés en les agrandissant. Au lieu de cela, il a découvert qu'il avait créé plusieurs isotopes de Barium, qui étaient beaucoup plus légers que l'uranium. Les neutrons n'ont pas été absorbés, mais ont plutôt séparé les noyaux. Comme vous le découvrirez sur la page suivante, Hahn a également joué, sans le vouloir, un rôle dans notre histoire de la découverte du fullerène.

 

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