Pour découper ou abraser des pièces métalliques, on a besoin de matériaux ultra-durs. Après une définition de la dureté et des unités qui la mesurent, toute une série de matériaux est décrite. Les caractéristiques communes, en particulier les fortes liaisons de covalence et la structure cubique de type diamant, sont essentielles et bien décrites. La recherche de nouveaux matériaux de ce type passe par une démarche théorique ou semi empirique très fondamentale. La mise en pratique se fait par synthèse soit CVD (Chemical Vapor Déposition) ou sous pression conduisant à de nouveaux dérivés comme B4C ou BN et de nombreux carbo-nitrures intermédiaires. De nouvelles approches prospectives sont données en conclusion. Voilà un article de découverte sur des matériaux dont on parle peu mais qui sont indispensables à l’industrie mécanique et métallurgique.

La structure en feuillets du graphite autorise d’insérer par réaction chimique une multitude de composés comme par exemple des alcalins K, Na, Cs et Li, ce dernier formant un composé LiC6, matériau d’électrode dans les batteries lithium. Les plans carbonés s’écartent et on peut aussi intercaler des ternaires Sb-As-Te, et même KSC. La structure et les propriétés électriques voire de supraconduction de ces composés d’intercalation montrent l’extrême richesse de cette chimie bidimensionnelle.

Présenter la photocatalyse permet d’illustrer de façon concrète et complète le phénomène de l’oxydo-réduction d’une part, et le fonctionnement élémentaire d’un solide conducteur ou semi-conducteur d’autre part puisque les cellules expérimentales font toutes appel au TiO₂.

À cette occasion les objectifs des recherches sur l’étude de la matière divisée et sa fonctionnalisation sont abordés. Mais l’exposé de cet article/dossier est, au-delà de l’explication du principe, construit sur l’utilisation du rayonnement solaire et vers les applications d’intérêt environnemental. Celles-ci sont : la dépollution de l’eau utilisant des méthodes différentes pour les impuretés organiques, inorganiques ou bactériologiques, l’amélioration de la qualité de l’air, air intérieur (destruction de polluants nocifs ou des mauvaises odeurs) ou atmosphères polluées (exemple de la destruction du virus de la grippe aviaire). Un certain nombre d’informations pratiques sont aussi données sur la conception et la réalisation de réacteurs industriels mais pourront être négligées dans le cadre d’exposés scientifiques.

Un court article qui étudie le passage d’un comportement de solide élastique à un comportement de liquide : une introduction présente les quatre types de polymères capables de présenter un comportement élastique, puis un schéma présente de manière conceptuelle le processus de l’autoréparation ; enfin un schéma de synthèse de l’élastomère est présenté, c’est un exemple d’application de la chimie des acides gras avec l’établissement de liaisons hydrogène qui est au cœur du procédé.

Les douze principes de la chimie verte sont rappelés dans l’introduction sous forme d’un tableau synthétique.

Les bilans en CO₂ sont analysés par des exemples nombreux. La notion de risque est définie et le concept d’économies d’atomes est présenté de manière très précise et concise.

Des exemples de biotechnologie blanche de biocatalyse, de biotransformation et de fermentation illustrent les concepts. Les applications utilisant la biomasse végétale terminent l’article, par exemple la fermentation alcoolique dans l’étude du vapocraquage du pétrole en éthylène en pétrochimie.

De nombreux exemples montrent que les nouvelles techniques d'imagerie laser ouvrent de nouvelles perspectives tant au niveau de l’imagerie biomédicale (diagnostic précoce, assistance à la chirurgie pré opératoire) que de la thérapie, notamment anticancéreuse. L’utilisation de ces nouvelles techniques requiert l’intervention de chimistes pour concevoir et réaliser des molécules capables d’absorber l’énergie de photons dans la gamme du spectre visible approprié, et des molécules émettrices dont l’efficacité dépend d’un paramètre physico-chimique local (sonde de pH, sondes de potentiel). Des nanosondes entièrement organiques ouvrent de nouvelles percées en imagerie.

La catalyse joue un rôle important en chimie ; elle optimise les procédés de conversion, réduit la demande en énergie et dépollue l'environnement. Des exemples généraux sur les matériaux microporeux, les carburants, le stockage de l'hydrogène et la dépollution par photocatalyse montrent les applications simples de la catalyse hétérogène.

Les fouilles ont mis à jour des objets en cuivre datant du 3e ou 2e millénaire avant Jésus-Christ. Les investigations dans ces sites « métallurgiques » montrent que ces civilisations savaient griller des mélanges de sulfures et de carbonates puis les réduire par chauffage au charbon. L’analyse des scories archéologiques montre un complément de minéraux riches en fer qui dénote la séparation du cuivre par coulée. Les coupes métallographiques des objets en cuivre permettent de déceler un savoir-faire de la mise en forme par déformation plastique et même une certaine maîtrise de la coulée à cire perdue dès cette époque. Cet article intéressera tout passionné d’archéologie et curieux de l’origine des premières fabrications de métaux.

Pour tous ceux qui s’intéressent aux nouvelles piles à combustibles en particulier à l’hydrogène, voilà l’histoire de la découverte et du développement d’un polymère échangeur d’ions qui constitue à l’heure actuelle l’incontournable membrane séparatrice des piles à hydrogène. Au départ résine échangeuse d’ions à base d’une structure CFn sur laquelle est branchée une forme sulfurique, le Nafion a bénéficié de la recherche fondamentale de chez DuPont sur les composés fluorés et les groupes acides stables en environnement corrosif, qui a rendu le Nafion d’usage très courant dans les cellules d’électrolyse de production du chlore et de la soude. Utilisé aussi pour la séparation des gaz, il fut candidat comme membrane de séparation dans les piles à combustibles dont les premiers modèles furent popularisés par la NASA au milieu des années 1960. Texte en anglais.