Des chercheurs ont mis au point un nouveau type de verre « incassable »
Il est trois fois plus solide que le verre traditionnel, avec une résistance à la rupture cinq fois supérieure.
Des chercheurs de l’Université McGill ont mis au point le verre le plus solide et le plus résistant jamais connu. Inspiré, en partie, de la couche interne des coquilles de mollusques, ce verre ne se brise pas lorsqu’il est frappé, et se comporte plutôt comme du plastique.
Ce matériau, une fois commercialisé, pourrait être utilisé pour améliorer les écrans de téléphones portables, entre autres applications futures.
Il est intéressant de noter qu’il s’agit peut-être d’un exemple de redécouverte par la science moderne d’une ancienne technologie, aujourd’hui perdue depuis longtemps.
Apparemment, une forme de verre flexible existait sous le règne de l’empereur romain Tibère César. Selon l’histoire racontée par Petronius, un verrier aurait présenté à l’empereur un bol à boire fabriqué dans ce matériau.
Selon les récits historiques, lorsque la solidité du bol a été testée, il s’est cabossé au lieu de se briser. De plus, l’inventeur a juré qu’il était la seule personne à savoir comment ce miracle avait été réalisé.
Tibère fit exécuter l’homme, craignant que le verre ne dévalue l’or et l’argent car il pourrait avoir plus de valeur.
“Quand je pense à l’histoire de Tibère, je suis heureux que notre innovation matérielle débouche sur une publication plutôt que sur une exécution”, déclare Allen Ehrlicher, professeur agrégé au département de bio-ingénierie de l’Université McGill.
Rendre le verre plus solide en copiant la nature
Actuellement, la seule façon de rendre le verre plus résistant est de le tremper ou de le laminer. Bien que cela puisse renforcer le verre, le ou les procédés sont coûteux et n’apportent aucune résistance structurelle supplémentaire une fois endommagé.
“Jusqu’à présent, il fallait faire des compromis entre une résistance élevée, la ténacité et la transparence. Notre nouveau matériau est non seulement trois fois plus résistant que le verre normal, mais aussi plus de cinq fois plus résistant aux fractures”, explique M. Ehrlicher.
L’inspiration pour ce nouveau type de verre est venue de la nature – à savoir la nacre ou “mother of pearl”. Jusqu’au bout, les scientifiques de McGill ont réussi à mettre au point le nouveau composite de verre et d’acrylique.
“La nature est un maître de la conception. L’étude de la structure des matériaux biologiques et la compréhension de leur fonctionnement sont une source d’inspiration, et parfois un modèle, pour de nouveaux matériaux”, explique M. Ehrlicher.
La nacre est un excellent choix pour l’inspiration, car c’est un matériau très résistant en soi.
“Étonnamment, la nacre a la rigidité d’un matériau rigide et la durabilité d’un matériau souple, ce qui lui donne le meilleur des deux mondes”, poursuit Ehrlicher.
“Elle est composée de morceaux rigides de matière ressemblant à de la craie, superposés à des protéines souples très élastiques. Cette structure lui confère une résistance exceptionnelle, la rendant 3000 fois plus résistante que les matériaux qui la composent”, ajoute-t-il.
En examinant de près l’architecture de la nacre, les chercheurs ont pu la reproduire dans du verre à l’aide de flocons de verre et d’acrylique. Cette structure a donné naissance à un matériau extrêmement résistant, mais opaque, qui peut, en théorie, être produit en masse, rapidement et à peu de frais.
Pour que ce verre résistant puisse véritablement remplacer le verre classique, il fallait le rendre transparent, ou du moins translucide.
“En ajustant l’indice de réfraction de l’acrylique, nous l’avons fait se fondre dans le verre pour obtenir un composite véritablement transparent”, explique l’auteur principal, Ali Amini, chercheur postdoctoral à McGill. À l’avenir, l’équipe espère améliorer le verre résistant en incorporant une technologie intelligente permettant au verre de modifier ses propriétés, telles que la couleur, la mécanique et la conductivité.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
