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Il devait changer le monde, mais n'est finalement qu'une affabulation : le LK-99, un prétendu supraconducteur qui aurait dû révolutionner notre consommation d'énergie, ne fonctionne pas dans chacun des tests effectués, explique le journal scientifique Nature.
Un matériau théoriquement incroyable
Un supraconducteur est un matériau capable de conduire de l'électricité sans résistance électrique – et donc sans dissipation d'énergie, permettant ainsi des économies substantielles. Mais le problème est que ce phénomène, la supraconductivité, n'a pu être produit qu'à des températures très basses et une pression extrême pour le moment, rendant son usage au final très coûteux et complexe à mettre en place.
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D'où l'espoir suscité par un article publié le 22 juillet 2023 sur la plateforme arxiv sous le titre "The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor", le premier supraconducteur à température et pression ambiantes. Dans cette étude, des chercheurs de Corée du Sud expliquent avoir créé un matériau supraconducteur fonctionnant avec une température pouvant aller jusqu'à 127 degrés Celsius et une pression ambiante. De quoi, en théorie, révolutionner la consommation d'énergie.
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Le LK-99 pouvait par-dessus le marché être synthétisé à partir de cuivre, de plomb, de phosphore et d'oxygène, des composés peu coûteux.
Des investigations dévoilant des incohérences
Cette invention a donc fait grand bruit lors de sa publication, mais un problème de taille s'est vite posé : l'étude n'a pas été vérifiée par des pairs, et personne n'est parvenu à reproduire les expériences avec les propriétés annoncées.
L'équipe sud-coréenne avait en effet annoncé deux propriétés spéciales du LK-99 qui expliqueraient sa supraconductivité : la lévitation au-dessus d'un aimant et des baisses abruptes de sa résistivité [capacité à s'opposer à la circulation du courant électrique]. D'après l'article, une température précise de 104,8 °C devait faire s'effondrer la résistivité de 0,02 ohm-centimètres à 0,002 ohm-centimètres.
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Mais selon Prashant Jain, chercheur à l'université de l'Illinois, il s'agit d'un phénomène causé par l'impureté du composé. La recette utilisée produit une dose de LK-99 pour 17 doses de cuivre et cinq doses de sulfure. Ces restes laissent derrière eux des impuretés, dont du sulfure de cuivre, lequel connaît justement une métamorphose à 104 °C : en dessous de cette température, la résistivité de ce composé est bien moindre.
Quant à la lévitation, l'ancien chercheur Derrick VanGennep de l'université d'Harvard a remonté la trace de ce mystérieux phénomène. Penchant pour un cas de ferromagnétisme, c'est-à-dire le fait que certains aimants s'attirent et se repoussent, il a pu reproduire les caractéristiques de la lévitation avec du graphite collé à de la limaille de fer. L'université de Pékin a ensuite confirmé le 7 août qu'il s'agissait bien d'un cas de ferromagnétisme.
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Un isolant plutôt qu'un supraconducteur
Pour finir, le 8 août, l'Académie Chinoise des Sciences est parvenue à comprendre les raisons qui ont pu tromper les chercheurs coréens, en remontant à ce sulfure de cuivre qui a permis la baisse de la résistance. Selon le membre de l'académie Jianlin Luo, "plusieurs quantités de sulfure de cuivre peuvent être synthétisées de différentes manières" durant la création du LK-99.
Dans l'un des tests où le composé a été chauffé sous vide, on obtient 5 % de sulfure de cuivre, alors que quand le composant est chauffé à l'air libre, on tombe sur 70 %. Le premier échantillon voit sa résistivité augmenter rapidement en se refroidissant, tandis que celle du deuxième baisse fortement vers 112 °C : une température qui se rapproche de celle de l'expérience coréenne. C'est donc le sulfure de cuivre qui crée cette impression de supraconductivité.
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Néanmoins, le LK-99 semble bien avoir des propriétés uniques. Une équipe allemande à Stuttgart, qui est parvenue à synthétiser des cristaux purs de LK-99 sans dépôts de sulfure de cuivre, a pointé du doigt que sous cette forme le matériau n'est pas un supraconducteur mais un isolant avec une résistance de plusieurs millions d'ohms.
Si le LK-99 n'est donc pas inintéressant en tant que tel, il est bien loin de représenter la révolution promise en matière d'énergie. "Je pense que les choses sont définitives à ce stade", conclut Inna Vishik, une chercheuse de l'université de Californie à Davis.
Nature souligne cependant un point important démontré par cette aventure du LK-99 : si le matériau est bien une supercherie, la communauté scientifique a prouvé qu'elle était capable de travailler efficacement pour résoudre le problème de ce mystérieux composé, son invalidation ayant pris en tout et pour tout moins d'un mois.
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