Polymorphisme du pyrene sous compression à 35 GPa dans une cellule à enclume de diamant

Résumé Les études structurelles du pyrene ont été limitées à des pressions inférieures à 2 GPa. Ici, nous rapportons des investigations du pyrene jusqu'à ~35 GPa en utilisant la diffraction des rayons X sur monocristal en situation avec des cellules à enclume de diamant et des calculs ab initio. Elles révèlent les transitions de phase du pyrene-I au pyrene-II (0,7 GPa), et au pyrene-IV non rapporté précédemment (2,7 GPa), et pyrene-V (7,3 GPa). L'analyse de la structure et des liaisons montre que la compression progressive entraîne une compaction continue de l'empilement moléculaire, conduisant finalement à une courbure des molécules, ce qui n'a jamais été observé auparavant. De grandes molécules organiques présentent une flexibilité conformationnelle étonnamment élevée préservant le pyrene-V jusqu'à 35 GPa. Les calculs ab initio suggèrent que les phases que nous avons trouvées sont thermodynamiquement métastables par rapport au pyrene-III précédemment rapporté à 0,3 et 0,5 GPa. Notre étude contribue à la compréhension fondamentale du polymorphisme des hydrocarbures aromatiques polycycliques et appelle à une exploration théorique plus approfondie de leurs relations structure–propriété.