Un nombre croissant de matériaux composites légers et le transport fait son chemin. Les biomatériaux sont très convoités en particulier dans des secteurs tels que l'automobile, la construction navale et la construction aéronautique. Si vous considérez ensuite le besoin (tout aussi) croissant de développer de nouvelles méthodes pour le diagnostic précoce des dommages causés à ces matériaux (encore peu connus), imaginez à quel point le développement dont je parle dans cet article est important.
Dans le but de satisfaire ces deux besoins, les scientifiques de Groupe Matériaux Complexes de l'ETH Zurich ont créé e présenté dans une étude un biomatériau léger qui utilise un changement de couleur pour signaler une déformation interne. Oui, c'est vrai : il change de couleur pour avertir qu'il casse. C'est un biomatériau translucide composé de plusieurs couches. Il est très léger et solide, mais quand les choses se corsent, prévenez !
Comment est fabriqué le biomatériau qui change de couleur pour avertir des dommages subis
Ce type de stratifié est composé de couches alternées de polymère plastique et de nacre artificielle. À son tour, la nacre artificielle est calquée sur la structure biologique d'une coquille d'huître, et se compose d'innombrables plaques de verre disposées en parallèle. Ces plaques sont compactées avec une résine polymère, ce qui rend la couche extrêmement dure et résistante à la rupture.
Au-dessus de la première couche de biomatériau se trouve une autre couche constituée d'un polymère auquel les chercheurs ont ajouté une molécule indicatrice synthétisée spécifiquement pour la tâche à accomplir. Cette molécule « indicatrice » est la clé de tout. La molécule est activée dès que le polymère subit une déformation et cela modifie sa fluorescence. Plus le matériau s'étire, plus ces molécules sont activées, augmentant la fluorescence.
Plus il subit de dégâts, plus il se colore
Nous avons utilisé des molécules fluorescentes car vous pouvez très bien mesurer l'augmentation de la fluorescence et ne devez pas vous fier à une perception subjective.
Thomas Magrini, auteur principal de l'étude.
La fluorescence du biomatériau, comme mentionné, fait office d'indicateur. Cela permet aux chercheurs d’identifier les zones surchargées au sein du matériau composite avant même que les fractures ne se produisent. Il peut aider à détecter les zones vulnérables d’une structure, évitant ainsi une catastrophe.
