Depuis 6000 ans, nous fabriquons des objets en métal car il est solide et résistant : il faut beaucoup d'énergie pour le casser. Le problème est qu’il faut beaucoup d’énergie pour le réparer. Il vous faut un chalumeau qui chauffe les pièces métalliques jusqu'à 3500°C. Aujourd’hui, pour la première fois au monde, une équipe de recherche a mis au point un moyen de réparer le métal à température ambiante. Une « régénération » tout à fait similaire au processus de réparation de nos os, qui aboutira à la naissance d’un véritable os métallique.
L'étude a été menée par James Pikul, professeur adjoint de génie mécanique à l'Université de Pennsylvanie, et Zakaria Hsain, un de ses étudiants. Les résultats ont été publiés dans la revue Advanced Functional Materials.
Recherche en bref
La « porosité » de la structure interne d’une mousse métallique réduit le poids d’un métal tout en conservant sa résistance, mais rend impossible sa réparation avec les méthodes traditionnelles.
Si un métal se brise, en fait, l'amener à la température de fusion détruirait les cavités internes de la mousse métallique.
La technique électrochimique utilisée ajoute du matériau métallique uniquement dans les "fractures" de celui cassé, presque comme s'il s'agissait d'une colle métallique, réparant la structure.
Plaqué et réparé
C'est l' galvanoplastie, une procédure à faible consommation qui se déroule à température ambiante. Il est couramment utilisé pour chromer les pièces automobiles ou pour les revêtements métalliques. En baignant le métal cassé dans une solution contenant des ions chrome et en appliquant une tension, les ions réagissent pour former une masse qui remplit les parties cassées du métal. Et c'est tout.
Les résultats
Pikul et Hsain ont « guéri » trois types de dommages en autant d’expériences : les métaux présentant des fissures à l’intérieur, les métaux presque brisés, les métaux séparés en deux parties.
La durée de la procédure est d'environ 4 heures, et comme le placage se produit simultanément, le temps nécessaire ne dépend pas de la taille du métal à réparer.
« Auto-réparatrices », comme les os
À ceux qui soulignent que cette approche de réparation n’est pas véritablement « auto-réparatrice » (car il faut appliquer une tension pour produire la réaction), Pikul répond qu’elle est absolument identique aux processus de réparation de notre corps.
"Tout le monde dirait que nos os se réparent tout seuls" dit le chercheur, « et notre matériau est comme l’os. Même les os ont besoin d’une source d’énergie externe pour se réparer, en l’occurrence la nourriture que nous mangeons. » Vrai.
Os métallique, donc
La similitude avec notre biologie orientera l'avenir de cette recherche vers la création d'un os métallique qui constituera le squelette de chaque appareil, petit ou grand. "L'électrolyte qui produit la réparation pourrait être intégré dans des structures métalliques sous forme liquide", dés Pikul. Un peu comme un fluide, voire du sang, qui apporte les nutriments à l’intérieur d’un organisme.
"En cas de dommage, le liquide entourera la zone endommagée et la réparera avec une tension qui peut être obtenue à partir de l'alimentation interne elle-même ou d'une batterie."
En d'autres termes, à l'avenir, nous aurons des téléphones portables, des portes de voiture, systèmes de robot et peut-être des stations spatiales qui ont un squelette d'« os métalliques » qui se réparent comme le nôtre lorsqu'ils se fracturent.
