Son secret réside dans sa structure interne en grille, qui lui confère une grande résistance
Les résultats de la recherche, financée en partie par le département de la Défense américaine, seront appliqués dans le domaine de l’aéronautique et du secteur automobile, entre autres
Une équipe de chercheurs du MIT et du laboratoire national Lawrance Livermore (LLNL) a mis au point un nouveau matériau ultraléger – un aérogel – extrêmement rigide et résistant, créé à l’aide d’un nouveau système d’impression 3D.
Qu’est-ce qui distingue la tour Eiffel du Washington Monument ?
Comme l’explique le site web du MIT, la différence fondamentale entre le Washington Monument et la tour Eiffel – deux ouvrages qui se caractérisent par leur forte structure – réside dans le fait que la célèbre tour a été construite selon une ossature de poutres et de piliers disposés, pour la plupart, en plein air. À la différence du monument à Washington – érigé en pierre massive –, la tour Eiffel tire sa robustesse de la disposition géométrique de ses éléments.
L’équipe de chercheurs est parvenue à « traduire » cette structure aérienne extraordinairement forte à l’échelon de la micro-échelle et à concevoir un système passant par l’impression 3D, qui permet de fabriquer des structures possédant les caractéristiques recherchées à partir d’une grande variété de matériaux. Autrement dit, elle a obtenu des matériaux nanostructurés fondés sur la répétition d’unités microscopiques qui allient une grande rigidité et une grande robustesse à une densité très basse, et ce, pour l’instant, à base de grilles de polymères, métaux et céramique. Autant dire que les applications dans la fabrication de voitures, d’avions ou de navettes spatiales sont incommensurables, puisque nous parlons là de structures stables capables de supporter 160 000 fois leur propre poids tout en étant d’une extrême légèreté. On ne s’étonnera donc pas que la recherche ait été financée par, entre autres, le département de Recherche avancée de la Défense américaine (DARPA).
Dans la revue Science, le chercheur Nicholas Fang explique les bases de son travail : « Lorsque la densité osseuse diminue, la probabilité de fracture des os augmente car, normalement, la rigidité et la force diminuent lorsque la densité baisse. Toutefois, si l’on utilise correctement les structures, en les déterminant mathématiquement de façon à distribuer et à diriger correctement les charges, la structure la plus légère peut devenir une structure réellement forte. D’ailleurs, la base géométrique de ce type de microstructure a été découverte il y a plus de dix ans, mais ce n’est qu’aujourd’hui que nous avons réussi à transférer cette connaissance mathématique à quelque chose susceptible d’être imprimé. »
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Dans la vidéo ci-dessus, le professeur Fang explique la recherche et certaine de ses applications.
Ainsi donc, les matériaux soumis à cette microarchitecture possèdent des propriétés qui ne dépendent pas de leur composition chimique mais de leur structure géométrique. Aux applications citées viennent s’ajouter les possibilités qui s’ouvrent dans le domaine de la médecine et aussi, par exemple, dans la fabrication de batteries bien plus légères pour les dispositifs portables.
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