Koter Info - La Gazette de LLN-WSL-UCL

Le matériau du futur existe déjà : il est flexible, transparent et encore plus résistant que l’acier

Une récente étude a démontré que le graphène est un matériau 200 fois plus résistant et 6 fois plus léger que l’acier. Autrement dit, celui-ci serait plus résistant que l’armure d’Iron Man. Ce cristal pourrait ainsi révolutionner la téléphonie, l’aérospatiale et l’informatique : DGS vous dévoile tout sur les possibilités du graphène.

Le graphène est un matériau fascinant, constitué d’une couche de carbone de la taille d’un atome. Il n’est pas inhabituel pour des revues scientifiques d’en faire l’objet de leurs recherches. Cependant, le mois dernier, deux publications très différentes ont fait mention des propriétés spectaculaires du graphène. Sciences a publié un article rédigé par des scientifiques et des ingénieurs de l’université Rice et de l’université du Massachusetts pour faire part des résultats sur le graphène. Le moins que l’on puisse dire c’est que c’est digne d’une création des labos Tony Stark alias Iron Man.

Dans le comics Iron Man il ne s’agit pas spécifiquement de graphène, mais l’un des matériaux utilisés pour la visière de son armure dans Superior Iron Man possède les mêmes caractéristiques. C’est-à-dire qu’il laisse passer la lumière (à 97 % pour le graphène le rendant plus transparent que la plupart des verres) et possède une résistance extraordinaire aussi bien aux impacts qu’à la chaleur et à l’humidité. Autre point fort : il est flexible.

La résistance est incroyable, une couche de graphène de la même épaisseur qu’un sac plastique lambda peut résister à une pression de 2 tonnes. Autre singularité intéressante, le graphène résiste extrêmement bien à la chaleur. Sa température de fusion est de 3900 °C soit plus de deux fois celle du verre (en moyenne 1400 °C) ou de l’acier (en moyenne 1500 °C selon l’alliage). Le matériau peut donc aisément résister à de la lave en fusion.

Mais le graphène possède aussi une grande conductivité électrique et thermique, deux fois plus que le cuivre. Cela en fait l’un des matériaux stars pour le WiFi et permet par exemple d’avoir des connexions 100 fois plus rapides ! Il s’annonce donc comme l’un des messies technologiques du XXIe siècle. Il est, entre autres, fortement convoité pour la recherche spatiale du fait de sa résistance dans le vide spatial et aux températures extrêmes. Selon le physicien Michio Kaku, le graphène pourrait à terme équiper les navettes spatiales. Il s’annonce aussi très novateur pour l’informatique et la technologie, c’est pourquoi Samsung pense déjà à équiper les écrans de ses téléphones de ce matériau, offrant des écrans pratiquement indestructibles.

Les caractéristiques du graphène sont stupéfiantes ! Alliant flexibilité, finesse et résistance, les scientifiques attendent beaucoup de lui.

Par Camille Allard - dailygeekshow.com – le 22 janvier 2015

Photo : © Wikipedia/Björn Gojdka

Les chercheurs russes et japonais

travaillent sur le matériau du futur

Une équipe des chercheurs de l’Institut national de l’acier et des alliages (NITU MISIS) et de l’Université de Tohoku (Japon) travaillant sur un matériau du futur.

Il s’agit en l’occurrence des verres métallisés (metalicglass) ou des matériaux dits amorphes qu’on appelle matériaux de nouvelle génération pour leurs propriétés uniques. C’est un matériau homogène amorphe sans structure cristalline qui n’a rien à voir avec le verre conventionnel au point qu’il n’est même pas transparent. Si le nouveau matériau porte le nom de verre, c’est parce que le verre n’a pas non plus de structure cristalline.

Le verre métallisé a été inventé au milieu du siècle dernier, mais le boom des recherches ne devait commencer qu’à la charnière du 20e et du 21e siècle aux États-Unis, en URSS, en Europe, au Japon et en Chine. Le verre métallisé est d’un ordre de grandeur plus solide que les matériaux conventionnels. Il est très résistant à la corrosion, à l’oxydation et à l’usure. Le verre métallisé est déjà utilisé dans certains secteurs industriels, mais possède deux défauts importants à savoir la plasticité médiocre et le coût élevé, qui empêchent son utilisation à grande échelle. Alexei Solonine, directeur de la chaire des métaux non-ferreux de l’Institut de l’acier et des alliages a évoqué les missions assignées à l’équipe russo-japonaise :

« Nous avons rassemblé dans notre Institut une équipe de chercheurs jeunes et dynamiques qui travaillent sur de nouveaux matériaux amorphes et composites à base de verre métallisé. Le verre métallisé existe depuis assez longtemps, mais leur domaine d’application est actuellement limité par leur taille. En effet, ce matériau existe soit sous forme de ruban fin, sous de granules faisant à peine quelques dixièmes de millimètre. Nous travaillons donc sur verres métallisés massifs dont les granules seraient de 5 mm, c’est beaucoup pour les matériaux amorphes. Les verres métallisés ont également un autre défaut : ils sont solides, mais très fragiles. Il n’y a cela rien d’étonnant parce que c’est aussi la propriété du verre à vitres classique. Notre mission consiste à accroître leur plasticité à l’aide de matériaux composites et à réduire les frais de production. En fait, la plupart de ses matériaux sont à base de palladium ou de zirconium qui sont très coûteux. Nous tâchons de réduire les frais en passant à d’autres bases comme fer, cobalt, titane et magnésium. Le magnésium procure d’autres avantages également ; il améliore les propriétés mécaniques et réduit le poids… »

Les verres métallisés sont un matériau prometteur pour le secteur aérospatial, l’industrie automobile, l’électronique, la micromécanique y compris pour les montres, les smartphones, les transformateurs et d’autres dispositifs où la résistance élevée à l’usure et la grande qualité de surface ont une valeur de principe. Les verres métallisés à base de titane qui sont hautement résistants à la corrosion peuvent également servir d’implants dans la médecine et être utilisés pour la fabrication des instruments chirurgicaux. Dans l’industrie du sport, on peut en faire des raquettes de tennis et des crosses pour golf qui doivent être très élastiques.

L’équipe composée de 30 chercheurs se donne pour objectif la création d’une nouvelle classe de matériaux dits hybrides, c’est-à-dire combinant les verres métallisés avec d’autres matériaux, par exemple, avec les polymères, pour faire le mieux valoir les propriétés de chacun d’eux. Le projet est conçu pour deux ans et est dirigé par Dmitri Louzguine, diplômé de MISIS, actuellement professeur de l’Université de Tohoku.

Par Lioudmila Saakian — La Voix de la Russie-RIA Novosti – le 4 décembre 2014