Un nouveau matériau pourrait trouver des applications dans les composants aérospatiaux et les implants médicaux
Une équipe de recherche australienne a créé le matériau le plus stable en température jamais conçu. Ce nouveau matériau un dilatation thermique nulle (ZTE) composé de scandium, d'aluminium, de tungstène et d'oxygène, il n'a subi aucun changement de volume à aucun changement de température de 4 à 1400 degrés Kelvin (de -269 à +1126°C, de -452 à +2059°F).
Selon les scientifiques de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), il s'agit d'une plage de températures plus large que celle de tout autre matériau découvert à ce jour.
Pourrait faire du Sc orthorhombique 1,5 Al 0,5 W 3 O 12 (C'est son nom. Il vous vient immédiatement à l'esprit, n'est-ce pas ?) Un outil très utile pour quiconque conçoit des choses qui doivent fonctionner dans des environnements avec une plage de température extrême.
Un saut dans l'espace, à n'importe quelle température
Des exemples d'endroits où cela pourrait être utile incluent des choses comme la conception aérospatiale, où les composants sont exposés à un froid extrême dans l'espace et à une chaleur extrême lors du lancement ou de la rentrée.
Ce nouveau matériau conserve exactement le même volume depuis une température proche du zéro absolu jusqu'à celle que l'on retrouve sur l'aile d'un avion hypersonique voyageant à Mach 5.
D'autres applications possibles sont celles du domaine médical : là-bas, la température ne varie pas énormément, mais même un petit saut suffit pour provoquer des problèmes critiques.
La découverte d'un matériau « invulnérable » à la température ? Par pur hasard
"Nous menions des expériences avec ces matériaux dans le cadre de la recherche sur les batteries, à des fins différentes, et par hasard nous sommes tombés sur une propriété singulière de cette composition particulière", explique le professeur agrégé. Neeraj Sharma.
Au niveau moléculaire, les matériaux se dilatent généralement car une augmentation de la température conduit directement à une augmentation de la longueur des liaisons atomiques entre les éléments. Parfois, cela provoque également la rotation des atomes, ce qui conduit à des structures plus spacieuses qui affectent le volume global.
Pas avec ce truc.
L’équipe a observé le comportement de ce matériau sur un vaste spectre de températures, remarquant « seulement de minuscules changements dans les liaisons, la position des atomes d’oxygène et les rotations des arrangements atomiques ».
Les chercheurs tentent désormais de comprendre le mécanisme exact à l’origine de cette résistance aux températures extrêmes.
Prochaines étapes
« Quelle partie agit et à quelle température ? C'est la prochaine question », déclare Sharma. qui ajoute : « le scandium est plus rare et plus cher, mais nous expérimentons d'autres éléments qui pourraient le remplacer tout en conservant la même stabilité ».
Scandium mis à part, les autres éléments sont largement disponibles. Ce matériau prodigieux avec la température ne devrait donc présenter aucun obstacle à une production à grande échelle.
L'article est disponible dans la revue Chemistry of Materials (lisez-le ici) et la vidéo ci-dessous vous donne un aperçu du matériel.
