La fonte de l’or nécessite normalement des températures supérieures à 1064 °C, mais la physique n’est jamais aussi simple. Une équipe de chercheurs a maintenant trouvé un moyen de fondre l’or à la température ambiante en utilisant un champ électrique et un microscope électronique.

Bien que nous connaissions tous le phénomène de la fusion, la plupart d’entre nous ne pensons pas vraiment à la physique derrière le processus. En gros, quand quelque chose fond, tout ce qui se passe, c’est que les liens entre ses molécules se brisent et qu’elles commencent à se déplacer plus librement. Par exemple, elles pourraient passer de la structure bien ordonnée d’un glaçon à l’état moins ordonné d’une flaque d’eau sans forme.

La chaleur est le déclencheur habituel du changement, mais ce n’est pas le seul – la pression joue également un rôle. Expérimenter ces conditions a récemment permis aux scientifiques de faire toutes sortes de choses inattendues, comme faire geler l’eau à des températures bien au-dessus de son point d’ébullition habituel.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont testé un autre déclencheur : un champ électrique. L’équipe a placé un petit morceau d’or dans un microscope électronique et l’a observé au plus fort grossissement. Ensuite, ils ont lentement augmenté la force d’un champ électrique pour voir comment les atomes d’or réagissaient.

Après avoir examiné les données par la suite, les chercheurs ont compris que le champ électrique avait excité les atomes situés dans les couches supérieures de l’or. Cela les a libérés de la masse de l’objet et a permis de faire fondre le matériau à la température ambiante. Le changement était également réversible, car la désactivation du champ électrique peut à nouveau solidifier l’or.

« J’ai été vraiment surpris par cette découverte », déclare Ludvig de Knoop, premier auteur de l’étude. « Il s’agit d’un phénomène extraordinaire, qui nous donne une nouvelle connaissance fondamentale de l’or. »

L’équipe n’est pas tout à fait certaine de la technique utilisée pour fondre l’or à la température ambiante, mais cela pourrait être dû à un phénomène appelé transition de phase à faible dimension. Les chercheurs prévoient d’examiner cette possibilité à l’avenir, ce qui pourrait permettre de déverrouiller certaines applications de la découverte.

« Parce que nous pouvons contrôler et modifier les propriétés des couches d’atomes de surface, cela ouvre la porte à différents types d’applications », déclare Eva Olsson, auteure de l’étude. « Par exemple, la technologie pourrait être utilisée dans différents types de capteurs, catalyseurs et transistors. De nouveaux concepts pourraient également être développés pour les composants sans contact. »

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.085006

http://www.chalmers.se/en/departments/physics/news/Pages/How-gold-can-melt-at-room-temperature-.aspx