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Des nanoparticules de fer métal expliquent la graphitisation basse température

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Les travaux de thèse d’Emeline Charon en co-tutelle entre le CSNSM (J. Aléon) et le Laboratoire de Géologie de l’ENS Paris (J.-N. Rouzaud) montrent que la matière organique non graphitisable par simple traitement thermique (même à 3000°C) acquiert une structure graphitique dès 900°C en présence de fer métallique.

Des expériences réalisées entre 650°C et 1600°C révèlent que la présence du fer induit la formation de nanoparticules de fer au sein de la matière carbonée. Ces nanoparticules permettent, à partir d’une nanostructure microporeuse, une réorganisation structurale qui conduit à l’acquisition d’une nanostructure lamellaire nécessaire à la graphitisation. Les nanostructures produites lors de ces expériences sont similaires à celles observées dans les carbones graphitiques de météorites issues d’objets planétaires ayant préservé les premiers stades de la formation d’un noyau métallique. Ces travaux expliquent ainsi la présence jusqu’alors énigmatique du graphite par la graphitisation de la matière organique des météorites primitives lors du métamorphisme planétaire. Ils font l’objet d’une publication à paraître dans le journal Carbon.

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Figure 1
Nanostructures observées par microscopie électronique en transmission dans nos expériences et dans la météorite d’Acapulco suggérant « l’éjection » de rubans ayant une structure lamellaire à partir de nanograins de métal dans une matrice carbonée désordonnée.

Voir en ligne : Publication dans le journal Carbon