Adjectif
Un
composé moléculaire organique peut présenter plusieurs
cycles.
Le cas n'est pas rare.
On citera par exemple l'anthracène, base
des colorants anthraquinoniques.
Plus complexe et d'origine synthétique, le graphène peut aussi être évoqué (sous toute réserve
si l'on ne doit conserver qu'un sens restreint au terme polycyclique). Ci-dessous, une "feuille" de graphène.
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... de même, les nanotubes de carbone sont des structures
aromatiques à plusieurs cycles.
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Enfin on signalera l'existence dans l'univers de structures
polycycliques dans les nuages opaques présents dans les pépinières
d'étoiles. Ces "nuages moléculaires", obscurs dans le spectre visible,
cachent fréquemment des systèmes stellaires en formation. Ici, la
nébuleuse "Tête de cheval" en infrarouge proche.
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NASA, ESA © 2013 Hubble
Les structures des "cycles" différents (de trois à n
atomes de carbone), éventuellement alternés et non uniquement benzéniques (six carbones)
sont aussi considérées comme des molécules polycycliques. On peut citer le
fullerène, qui ressemble beaucoup à un ballon de football (ici, variété
dite C60) :
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Note : en anglais, un polycycle aromatique est abrégé sous la forme PAH,
pour Polycyclic Aromatic Hydrocarbon. En français, Hydrocarbure Aromatique
Polycyclique peut donner HAP.
Il existe
également des hétérocycles intégrant d'autres
éléments, classiquement des non-métaux comme
l'oxygène, l'azote, le soufre ou le phosphore. Ou le
brome du
dibromoindigo de la pourpre.
En dehors des bases carbonées, on peut mentionner le bore (buckyballes de
bore) ou encore les cages de silicium, qui sont des polycycles parfois
assez irréguliers, pouvant être relativement lourds (60, 80 atomes
notamment), à base généralement ternaire et éventuellement adjoints de
métaux alcalins.
Les polycycles de synthèse, dans leur ensemble, sont un thème de
recherche important. Ce sont des enjeux nanotechnologiques de tout premier
plan. Les coûts de fabrication demeurent cependant encore prohibitifs, ces
matériaux supportant mal les imperfections car celles-ci peuvent altérer
leurs propriétés les plus intéressantes, la conductivité notamment. A ce
sujet, lire absolument Le
transport balistique in La conduction électrique.
Polycycles naturels, santé
On signalera l'existence dans la nature des mêmes matériaux,
dans les cendres des feux (en quantités infimes), dans certaines
nébuleuses moléculaires et, sous une forme tridimensionnelle, dans les
météorites (polycristaux). Les diamants et le graphite sont également des
HAP tridimensionnels naturels, parfois hétérocycliques (ex. : le diamant
bleu, intégrant du bore, image ci-contre, lire
Le Bleu de France).
L'assimilation par le corps des polycycles dépend des
typologies. Les HAP de type nanotubes seraient contre toute attente
dégradés en cycles benzéniques simples
(information non confirmée), un matériau carcinogène, ce qui poserait le
cas échéant un sérieux problème de santé publique si ces matériaux
devenaient plus répandus. La dureté de ces matériaux extrêmement fins est
également relevée comme pouvant entraîner des lésions. Des évaluations sur
ces points encore sujets à polémique sont en cours mais la prudence est de
mise.
L'anthracène cité ci-dessus ainsi que le diamant et le graphite ne posent
pas ces problèmes (vérification faite sur le
Reptox). Une réserve doit cependant
être émise - et cela concerne aussi les polycycles non-HAP naturels ou non
- : sous forme pulvérulente, étant des structures fines généralement très
solides, l'inhalation et le contact avec les yeux sont à éviter.
Voir cyclique, acyclique,
chaîne.
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