Fullerènes : une découverte élémentaire

Lauréat du Prix de l'inventeur européen 2010 dans la catégorie « œuvre d'une vie »

Le physicien nucléaire allemand Wolfgang Krätschmer a fait œuvre de pionnier en mettant au point une procédure permettant de produire des fullerènes à des fins de recherche. Ce nouvel assemblage d'atomes de carbone peut désormais être étudié et utilisé dans une grande variété de secteurs.

Film

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Interview

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Interview transcript

En bref

Inventeur : Wolfgang Krätschmer, Allemagne

Invention : processus permettant de travailler sur une nouvelle forme de carbone

Catégorie : œuvre d'une vie

En 1985, la communauté scientifique est ébranlée par la découverte d'une nouvelle forme de carbone pur. Elle est appelée C60 car formée de 60 atomes de carbone.

Les molécules de C60 sont aussi appelées fullerènes en raison de leur forme de ballon de football. Leur nom rend hommage à l'architecte Buckminster Fuller et à la forme de ses constructions en dôme géodésique.

Il n'y avait qu'un problème au moment de la découverte du C60 : le nouveau carbone ne pouvait être détecté que par spectroscopie, donc par une analyse des longueurs d'onde. Par conséquent, les chercheurs ne pouvaient pas voir sa forme de ballon de football de leurs propres yeux. Les fullerènes appartenaient toujours à la théorie.

Tout a changé quand le physicien nucléaire allemand Wolfgang Krätschmer invente en 1990 une méthode pour produire des fullerènes visibles à l'œil nu. Si son invention fournit une preuve concrète de la molécule découverte de 1985 et de sa forme en ballon de football, elle ouvre surtout un nouveau champ à la recherche scientifique.

Au début de sa carrière, Wolfgang Krätschmer n'avait pas de si hautes ambitions. Après avoir obtenu son doctorat de physique nucléaire à l'Institut Max Planck d'Heidelberg en 1971, il commence à étudier des échantillons de météorites, de la Terre et de la Lune à la recherche de dégâts causés par les radiations.

Alors qu'il étudie des particules de poussière interstellaire à l'université d'Arizona aux Etats-Unis, Wolfgang Krätschmer remarque des éléments possédant d'étranges propriétés dans des échantillons de carbone et de graphite. Que se passait-il ?

La réponse arrive en 1985 lorsque les scientifiques Harry Kroto, Richard Smalley et Bob Curl découvrent le C60 dans une météorite datant de 4,6 milliards d'années.

Sachant qu'il avait rencontré des particules de C60 dans son laboratoire, Wolfgang Krätschmer se replonge dans ses résultats. Travaillant de concert avec Donald Huffman à l'université d'Arizona, il met au point la méthode Krätschmer-Huffman pour produire des échantillons de fullerènes de la taille du gramme.

La disponibilité de C60 pour la recherche a prodigieusement fait avancer la recherche scientifique dans le domaine des fullerènes. En tout juste trois ans, les scientifiques ont déposé près de 300 demandes pour de nouvelles familles de brevets en relation avec les fullerènes. Des milliers ont suivi.

A l'heure actuelle, les fullerènes sont utilisés dans des lubrifiants haute performance, des carburants innovants, de nouvelles classes de superconducteurs et d'aimants ainsi que des polymères conçus pour l'enregistrement et stockage de données. Le marché mondial des fullerènes s'est chiffré à 300 millions de dollars en 2008, un chiffre appelé à atteindre 4,6 milliards de dollars en 2015.

Aujourd'hui à la retraite, Wolfgang Krätschmer est professeur honoraire à l'université d'Heidelberg depuis 1993. Il a également fondé le Krätschmer Group, une organisation qui se consacre à la recherche sur les fullerènes et continue sur la voie qu'il a tracée.

Pour en savoir plus sur les fullerènes

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