Un nanomatériau aux propriétés de résistance et ductilité modifiables instantanément

« C’est une percée dans les sciences des matériaux », a déclaré Jörg Müller de l’Université technique de Hambourg-Harbourg à propos des résultats de ses travaux, menés en partenariat avec des scientifiques du Centre de recherche Helmholtz de Geesthacht (Schleswig-Holstein) et de l’Institut de recherche en métaux de Shenyang (Chine). Jörg Müller et son collègue chinois Hai-Jun Jin décrivent leur avancée dans un article publié dans la revue Science [1] : un nouveau métal hybride à hautes performances dont la résistance et la ductilité sont modifiables instantanément grâce à un signal électrique. Ainsi, contrairement aux matériaux conventionnels dont les propriétés sont fixées d’avance, il est notamment possible de faire passer très rapidement ce métal d’un état rigide et cassant à un état souple et ductile.

 

Le procédé d’obtention est le suivant : les métaux, en règle générale de type noble tels que l’or et le platine, sont plongés dans une solution acide. Suite à la corrosion du matériau, il se développe à l’intérieur de celui-ci une nanostructure présentant un réseau de canaux poreux. Un liquide conducteur, par exemple du chlorure de sodium ou bien une solution d’acide diluée, est alors introduit dans ces pores. Le résultat obtenu est un véritable matériau hybride composé de métal et de liquide.

 

Les ions dissous dans le liquide à l’intérieur des pores permettent de charger électriquement les surfaces de séparation entre le liquide et le métal. Ainsi, l’introduction d’un signal électrique dans le liquide déclenche une modification des propriétés mécaniques du matériau. En effet, suite à l’afflux d’électrons, les liaisons atomiques à la surface du métal sont soit renforcées, soit diminuées. Par conséquent, la résistance du matériau est soit multipliée, soit divisée, avec pour ce dernier cas un état plastique ductile.

 

« Nous n’en sommes encore qu’à la moitié du stade de la recherche fondamentale », explique Jörg Müller, « cependant notre découverte va accélérer le développement des matériaux intelligents ». En principe, le matériau peut produire de lui-même des signaux électriques et créer localement une solidification interne. Des dommages causés par des fissures peuvent donc être évitées et/ou réparés. Les scientifiques ont ainsi franchi une étape importante dans la constitution de matériaux intelligents à haute performance.

 

Pour en savoir plus, contacts :

• [1] « A material with electrically tunable strength and flow stress » (DOI: 10.1126/science.1202190) » – 03/06/2011  http://www.sciencemag.org/content/332/6034/1179

• Site internet de l’Institut de physique des matériaux et de la technologie des matériaux de l’Université technique de Hambourg-Harbourg : http://www.tu-harburg.de/wp/

• Site internet du Centre de recherche Helmholtz de Geesthacht (recherche sur les matériaux hybrides) : http://www.hzg.de/institute/materials_research/structure/materials_mechanics/hybrid_materials_systems/index.html.de

 

Source :

« Hart oder weich – beides zugleich Neues Nanomaterial wechselt Eigenschaft nach Bedarf », communiqué de presse de l’Université technique de Hambourg – 02/06/2011 – http://intranet.tu-harburg.de/aktuell/pressemittelung_einzeln.php3?id=7702

 

Rédacteur :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr