Matériaux carbonés | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géomicrobiologie

  Matériaux carbonés

Structure nanométrique des solides carbonés naturels

 

films graphitiques

Nous avons démontré récemment que des films graphitiques très ordonnés peuvent être formés sur certaines surfaces minérales spécifiques pendant le métamorphisme de sédiments riches en matière organique (van Zuilen et al., 2012). Ce  processus présente un intérêt pour la synthèse artificielle de structures carbonées sp² et peut donc conduire à des innovations dans le domaine des nanomatériaux carbonés. A partir de notre connaissance de la matière organique fossile métamorphisée et du carbone lié à la circulation des fluides dans les terrains fortement métamorphisés (Lepland et al., 2011), nous développons une technique rigoureuse d’analyse de ces solides carbonés naturels. L’utilisation combinée de la spectroscopie Raman, du MET-EELS et des techniques synchrotron telles que le µXANES permettra une approche novatrice pour l’étude des nano-matériaux géologiques. Pour plus de détails, voir Mark van Zuilen.

 

Nature et structure des polytypes naturels du diamant

 

Diamant de Popigai - XRD (G. Godard, IPGP)

Différents types de carbone avec un état d’hybridation sp3 (i.e. diamant 3C, lonsdaleite 2H et polytypes hexagonaux similaires de type 2nH), formés dans des conditions de ultrahaute pression, ont été pour  la première fois décrits ces dernières années dans des échantillons naturels même si leur formation reste énigmatique (e.g. Godard et al., 2011). Nous étudions ces formes naturelles de carbone sp3 désordonné présentes dans des roches de ultrahaute pression dans le but de caractériser ces polytypes, comprendre comment ils se forment et ce qu'ils impliquent pour la rhéologie des roches formées à très grandes profondeurs. La caractérisation de la « lonsdaléite » de Popigaï sera poursuivie ainsi que celle de nouveaux échantillons dont des micro-diamants en inclusions dans des chromites de péridotites à grenats de très grande profondeur provenant de Chine et de la partie septentrionale de l’Oural. Une étude préliminaire montrent que ces micro-diamants ont des formes cristallines de type polytype hegonal mais avec un spectre Raman typique de diamant 3C. Ainsi ces diamants pourraient correspondre à de la lonsdaléite transformée en diamant 3C. Pour plus de détails, voir Gaston Godard.