Depuis 6000 ans, nous fabriquons des objets en métal car il est solide et résistant: le casser demande beaucoup d'énergie. Le problème est qu'il faut aussi beaucoup d'énergie pour le réparer. Un chalumeau est nécessaire pour chauffer les pièces métalliques jusqu'à 3500 ° C.
Aujourd'hui, pour la première fois au monde, une équipe de recherche a développé un moyen de réparer le métal à température ambiante. Une "régénération" très similaire au processus de réparation de nos os, qui conduira à la naissance d'un véritable os métallique.
L'étude a été dirigée 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 des 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 n'ajoute de matière métallique que dans les «fractures» du 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: des métaux avec des fissures à l'intérieur, des métaux presque cassés, des 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-guérison", comme les os
À ceux qui soulignent que cette approche de réparation n'est pas vraiment «d'auto-guérison» (car une tension doit être appliquée pour produire la réaction), Pikul dit qu'elle est absolument identique aux processus de réparation dans notre corps.
"Tout le monde dirait que nos os se réparent d'eux-mêmes," 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 peut être intégré dans les structures métalliques sous forme liquide", dés Pikul. Un peu comme un fluide, voire du sang, qui transporte des nutriments dans 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.
