Depuis toujours, ou presque, le diamant régnait seul sur un club très sélect.
Le 14 septembre 2026, une équipe de l’Université de Göteborg, en Suède, a annoncé dans la revue Angewandte Chemie la création d’un tout nouveau matériau : le diamondiyne.
Menés par le professeur Karl Börjesson, avec des collègues de l’Université de Stockholm et de l’école polytechnique Chalmers, ces travaux donnent naissance à ce que les chercheurs décrivent comme un « diamant poreux ».
Il s’agit d’une première mondiale puisque ce dernier est le premier allotrope du carbone en trois dimensions découvert autre que le diamant.
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Le diamant n’est plus seul carbone en trois dimensions, voici le diamondiyne !
Un allotrope est une substance faite d’un seul et même type d’atome, mais assemblé de façons différentes. Le carbone en est le champion : selon la manière dont ses atomes se lient, il donne le diamant, le plus dur des matériaux naturels, ou le graphite tendre de nos mines de crayon. Même élément, propriétés radicalement opposées, tout est affaire d’architecture.
Les chimistes classent ces formes selon la dimension de leur réseau de liaisons. Certaines sont des molécules refermées sur elles-mêmes, d’autres des tubes, d’autres encore des feuilles. Or, jusqu’à cette annonce, une seule forme de carbone tissait ses liaisons dans les trois directions de l’espace à la fois : le diamant. C’est là toute la nouveauté. Le diamondiyne devient le second membre de ce cercle jusqu’ici occupé par un unique locataire.
Petite anecdote en passant, il avait été décrit sur le papier voici trente-cinq ans par des théoriciens, avant de rester lettre morte, faute de savoir le fabriquer. Un collègue avait un jour parlé à Karl Börjesson d’un site où ces chimistes répertorient les formes de carbone qui devraient exister, une liste quasi infinie de promesses.
Le diamondiyne vient d’en quitter une case.
Une grande famille longtemps restée minuscule
L’histoire du carbone est celle d’une famille qui a explosé sur le tard. Pendant des siècles, on ne lui connaissait que deux visages naturels, le diamant et le graphite. Puis le XXe siècle finissant a vu débarquer les fullerènes, des molécules en forme de ballon de football récompensées par un prix Nobel en 1996, suivis des nanotubes de carbone, puis du graphène, cette feuille d’un seul atome d’épaisseur qui a valu à son tour le Nobel de physique en 2010.
Ces dernières années, les nouveaux venus se sont multipliés, mais tous restaient cantonnés à zéro, une ou deux dimensions.
Aucun ne s’était encore déployé pleinement dans le volume :
Un diamant sans le marteau-pilon
Pour fabriquer un diamant, la nature comme l’industrie ont besoin d’écraser le carbone sous des pressions colossales, celles qui règnent à des dizaines de kilomètres sous nos pieds. Le diamondiyne, lui, se passe entièrement de cette brutalité. Il se forme tout seul, sous forme de film mince, là où deux liquides se rencontrent, à l’aide d’une verrerie de laboratoire bon marché.
Le secret réside dans le type de liaison employé. Les atomes de carbone y sont reliés en partie par des liaisons triples, particulièrement solides, disposées entre des sommets où le carbone adopte l’arrangement pyramidal du diamant. En s’assemblant coin contre coin dans les trois dimensions, ces briques laissent entre elles des vides réguliers. D’où l’image du « diamant poreux ».
Ce n’est pas vraiment un diamant qu’on aurait troué mais plutôt une charpente de carbone aérée, criblée de minuscules cavités. C’est cette porosité qui rend le matériau si intrigant, car les pores sont autant d’espaces à remplir, à explorer, à exploiter.
Cette parenté avec la chimie des matériaux poreux n’est d’ailleurs pas un hasard. L’équipe de Göteborg cherchait justement à bâtir des structures poreuses en carbone sans recourir aux ions métalliques, ces assemblages voisins des fameux réseaux qui ont valu le prix Nobel de chimie 2025. C’est en explorant cette voie qu’elle est tombée, chemin faisant, sur le diamondiyne.
Une preuve encore en pointillé
Alors va-t-on bientôt tous porter des bijoux faits de diamondiyne ?
Pas vraiment en réalité. Fabriquer le matériau est une chose, prouver qu’il possède bien la structure attendue en est une autre. Ici, la confirmation existe, mais elle est partielle. Au microscope électronique, à l’Université de Stockholm, l’équipe a bien observé le motif régulier caractéristique du diamondiyne. Seulement par endroits, toutefois, et sur un volume minuscule : une région d’environ dix nanomètres de côté, soit dix milliardièmes de mètre !
« Bien des choses peuvent mal tourner et empêcher les atomes de former le diamondiyne », reconnaît Karl Börjesson. Les films obtenus sont polycristallins, faits d’une mosaïque de petits domaines plutôt que d’un beau cristal unique. Autrement dit, la démonstration est convaincante à l’échelle où elle a été menée, et les images collent aux modèles théoriques, mais on est loin d’un bloc de matière pur et parfaitement caractérisé. C’est un premier jalon expérimental, capital, pas encore un matériau maîtrisé de bout en bout.
Et maintenant ?
La suite s’annonce comme la partie la plus excitante, et la plus incertaine. Les propriétés du diamondiyne restent à mesurer : l’équipe s’y attelle tout juste, et il serait prématuré de lui prêter des usages précis. Les vertus qu’on lui devine, du stockage de gaz à l’électronique, relèvent pour l’instant de la promesse plus que de la preuve.
Une piste, en particulier, fait briller les yeux des chercheurs. Puisque la structure est truffée de vides, on pourrait imaginer entrelacer plusieurs charpentes de diamondiyne les unes dans les autres, chacune se faufilant à travers les cavités de sa voisine, comme des mailles imbriquées à l’échelle de l’atome. De quoi ouvrir un champ de matériaux entièrement neufs.
Chaque nouvelle forme de carbone a, par le passé, fini par trouver des applications que personne n’avait prévues au départ : le graphène et les fullerènes en témoignent, eux dont l’existence même semblait d’abord une curiosité de laboratoire. Le diamondiyne partira-t-il sur la même trajectoire ? Nul ne le sait encore. Ce qui est acquis, c’est que le carbone, cet élément qu’on croyait connaître par cœur, vient de prouver une fois de plus qu’il gardait des figures dans sa manche. Le diamant a désormais de la compagnie !
Sources principales :
Angewandte Chemie, Diamondiyne: A 3D Carbon Allotrope With Mixed sp–sp3 Hybridization (14 septembre 2026)
https://doi.org/10.1002/anie.4062963
Article original décrivant la synthèse du diamondiyne, sa structure tétraédrique poreuse et sa confirmation par microscopie électronique.
ChemRxiv (préimpression en accès libre), Diamondiyne: A 3D Carbon Allotrope With Mixed Valence Hybridization (2025)
https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/67c8393a81d2151a0229f7d4
Version libre détaillant la méthode de synthèse à l’interface entre deux liquides et son caractère polycristallin.
Université de Göteborg (via Phys.org), New porous diamond created by researchers (septembre 2026)
https://phys.org/news/2026-09-porous-diamond.html
Communiqué détaillant le contexte des allotropes du carbone, la quête de Karl Börjesson et les perspectives d’entrelacement.
