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La cristallogenèse est un processus de formation d'un cristal, soit en milieu naturel, soit de façon synthétique. Elle aboutit à la cristallisation, qui est le passage d'un état désordonné liquide (composé fondu, dissous dans un solvant), gazeux ou solide (verre) à un état ordonné solide[1].

La cristallisation, transition de l'état liquide à l'état solide, concerne aussi le liquide dégénéré qui constitue les naines blanches. Ce phénomène, prédit théoriquement dès les années 1960[2],[3], a été confirmé par les observations du satellite Gaïa en 2019[4],[5].

Processus physiqueModifier

La nucléation (ou germination) correspond à l'apparition d'une phase cristalline stable à partir d'un liquide en surfusion ou d'une solution sursaturée. Le processus se poursuit par la croissance cristalline, c'est-à-dire l'augmentation de taille des germes pour conduire aux cristaux. Elle est caractérisée par l'empilement à la surface du cristal de nouvelles particules qui se logent dans des sites préférentiels[6].

Conditions expérimentalesModifier

La fabrication d'un cristal dépend de différents facteurs tels que la température, la pression, le temps d'évaporation.

La plupart des substances minérales et des petites molécules organiques cristallisent facilement et les cristaux obtenus sont en général d'assez bonne qualité, c'est-à-dire sans défauts visibles. En revanche les grandes molécules biochimiques, comme les protéines, sont souvent très difficiles à cristalliser. Cette facilité de cristallisation dépend fortement de l'intensité des forces interatomiques (dans le cas des substances minérales), intermoléculaires (substances organiques et biochimiques) ou intramoléculaires (substances biochimiques).

Techniques de cristallogenèse expérimentalesModifier

Notes et référencesModifier

  1. « Les procédés de cristallogenèse, piliers méconnus de la technologie moderne »
  2. (en) T. S. Metcalfe, M. H. Montgomery et A. Kanaan, « Testing White Dwarf Crystallization Theory with Asteroseismology of the Massive Pulsating DA Star BPM 37093 », The Astrophysical Journal, vol. 605, no 2,‎ , p. L133-L136 (DOI 10.1086/420884, lire en ligne).
  3. (en) H. M. Van Horn, « Crystallization of White Dwarfs », The Astronomical Journal, vol. 151,‎ , p. 227-238 (DOI 10.1086/149432).
  4. (en) R. Mark Wilson, « White dwarfs crystallize as they cool », Physics Today, vol. 72, no 3,‎ , p. 14-16 (DOI 10.1063/PT.3.4156).
  5. (en) Pier-Emmanuel Tremblay, Gilles Fontaine et al., « Core crystallization and pile-up in the cooling sequence of evolving white dwarfs », Nature, vol. 565,‎ , p. 202-205 (DOI 10.1038/s41586-018-0791-x).
  6. « Nucléation »

Voir aussiModifier