Infos pour
Accès direct
UFR
Leur découverte vient d'être publiée dans la revue Science.
Le texte suivant a été traduit automatiquement de l'allemand et n'a pas été post-édité.
Tous les débuts sont difficiles, les bonnes choses prennent du temps... : si l'on veut, on peut essayer de décrire le progrès scientifique à l'aide de nombreuses expressions. Car souvent, les grandes percées prennent du temps. C'est ce que constatent actuellement David Scheschkewitz, professeur de chimie générale et inorganique à l'université de la Sarre, et son doctorant Ankur (qui, suivant une tendance populaire dans son pays natal, l'Inde, ne porte qu'un seul nom). En collaboration avec Bernd Morgenstern du centre de diffraction des rayons X de l'université de la Sarre, ils ont réussi une percée qui s'est fait attendre près d'un demi-siècle. Et qui a désormais été publiée, comme il se doit, au sommet de la pyramide des revues scientifiques spécialisées : dans Science.
Qu'ont-ils réussi à faire ? Ils ont produit du pentasilacyclopentadiénide. Si vous ne vous exclamez pas immédiatement « Ah oui, c'est génial ! », mais que vous vous demandez plutôt « Qu'est-ce que c'est que ça ? », ne vous inquiétez pas, vous n'êtes pas le seul. En principe, on peut résumer cela en disant que Scheschkewitz et ses collègues ont réussi à remplacer les atomes de carbone par des atomes de silicium dans un type de molécules particulièrement stables issues de la chimie organique.
Dans le monde qui nous entoure, ces molécules stables jouent un rôle prépondérant, par exemple dans la fabrication des plastiques. « Dans la fabrication du polyéthylène et du polypropylène, ces composés aromatiques garantissent que les catalyseurs qui permettent au processus chimique de fabrication des plastiques de se dérouler de manière ciblée sont plus durables et donc plus efficaces », explique David Scheschkewitz. « Le silicium est beaucoup plus métallique que le carbone et lie donc beaucoup moins bien les électrons », poursuit le chimiste. L'utilisation d'atomes de silicium à la place d'atomes de carbone dans le cyclopentadiénure ouvre la voie à de nouveaux composés et catalyseurs qui devraient présenter des propriétés très différentes. Cela ouvrirait la porte à un nouveau monde de possibilités chimiques. Et David Scheschkewitz, Ankur et Bernd Morgenstern ont désormais largement ouvert cette porte.
Pour comprendre pourquoi cela a été si difficile, il faut se plonger un peu dans la chimie qui se cache derrière. Le cyclopentadiénure, c'est-à-dire le modèle carboné du composé de silicium désormais produit, est une molécule d'hydrocarbure aromatique. Cela signifie qu'il est plat (planaire), que les atomes de carbone sont disposés en anneau et que le composé est particulièrement stable. Cela s'explique par le fait que les composés aromatiques (qui tirent d'ailleurs leur nom du fait que les premiers composés de ce type, découverts dans la seconde moitié du XIXe siècle, avaient des odeurs particulièrement aromatiques) fonctionnent selon une sorte de « socialisme électronique ». « Nous disons qu'un composé aromatique possède un certain nombre d'électrons partagés équitablement, qui suivent la règle dite de Hückel », explique David Scheschkewitz. Cette règle, du nom du physicien allemand Erich Hückel, stipule que le nombre de ces électrons partagés suit un certain schéma. Les électrons confèrent à la molécule une stabilité particulièrement élevée, car ils peuvent se trouver sur n'importe quel atome de carbone du cycle.
Pendant des décennies, ces molécules aromatiques n'existaient qu'en une seule variante pour le silicium. En 1981, on a réussi à produire un analogue du silicium du cation cyclopropényle, une molécule aromatique avec un cycle de trois atomes de carbone ou de silicium. Sinon, de nombreuses tentatives sont restées vaines . Jusqu'à présent, où Ankur, Bernd Morgenstern et David Scheschkewitz ont réussi à développer une molécule à cinq atomes présentant ces propriétés complexes. Ironie de l'histoire : pratiquement au même moment, exactement le même composé a été découvert dans le laboratoire de Takeaki Iwamoto à l'université Tohoku de Sendai (Japon). D'un commun accord, les groupes de recherche sarrois et japonais ont publié leurs résultats dans le même numéro de « Science ».
La voie est ainsi ouverte à des matériaux et des processus entièrement nouveaux, susceptibles d'avoir une importance industrielle. Le plus dur est fait !
Publication originale :
Ankur et al., Pentasilacyclopentadienide : une espèce aromatique de Hückel à la frontière entre résonance et équilibre. Science 391,579-582(2026). DOI : 10.1126/science.aed1802
Informations complémentaires :
Prof. Dr David Scheschkewitz
Tél. : (0681) 30271641
E-mail : david.scheschkewitz(at)uni-saarland.de
