Des fissures microscopiques se sont soudées sans intervention humaine, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives. dans les sciences des matériaux.
Les ponts usés, les voies ferrées fissurées ou les dommages causés par l'usure des avions menacent de provoquer des dégâts catastrophiques et leur réparation coûte des milliards chaque année. Des scientifiques des laboratoires nationaux Sandia et de l'université A&M du Texas ont fait une découverte révolutionnaire : les métaux peuvent se guérir de manière autonome, un phénomène que l'on croyait jusqu'à présent impossible. Bien que des matériaux autocicatrisants aient été mis au point, principalement dans les matières plastiques, Jusqu'à présent, le concept de métaux autocicatrisants était considéré comme de la science-fiction.
Les fissures s'assemblent sans intervention humaine
Les chercheurs ont observé des fissures microscopiques dans un morceau de platine de taille nanométrique se recoller sans intervention humaine, remettant en cause les théories scientifiques établies. Le groupe dirigé par Brad Boyce, spécialiste des matériaux aux Sandia National Laboratories d'Albuquerque, au Nouveau-Mexique, rapporte cette découverte dans la revue journal scientifique Nature. À l'origine, les chercheurs avaient l'intention d'étudier la formation de fissures dans le platine à l'aide d'une technique spécialisée de microscopie électronique, en tirant à plusieurs reprises sur la pièce de platine de taille nanométrique jusqu'à ce qu'une fissure se forme. Environ 40 minutes après le début de l'expérience, le métal endommagé s'est inversé de manière inattendue, en se recollant et en ne laissant aucune trace de l'ancienne fissure. Cependant, la fissure s'est ensuite reformée dans une direction différente. Selon l'article de la revue, la théorie qui sous-tend ce phénomène a été proposée à l'origine par Michael Demkowicz au MIT en 2013. Il a émis l'hypothèse que, dans certaines conditions, les métaux devraient être capables de souder les fissures causées par l'usure. La découverte de Sandia confirme aujourd'hui la théorie de Demkowicz.
Les structures métalliques autoréparables pourraient-elles révolutionner la science des matériaux ?
Cette découverte pourrait déboucher sur une avancée révolutionnaire en matière d'ingénierie, où des machines, des ponts et des avions autocicatrisants pourraient réparer les dommages causés par l'usure, augmentant ainsi la sécurité et la durabilité. Les dommages dus à la fatigue, provoqués par des contraintes ou des mouvements répétés, sont une cause fréquente de défaillance des machines. Des fissures microscopiques se forment et s'agrandissent sous l'effet de charges mécaniques répétées jusqu'à provoquer une défaillance. Ces fissures sont difficiles à détecter et souvent encore plus difficiles à réparer. À de nombreuses reprises, ces fissures microscopiques ont été à l'origine d'accidents mortels. Déraillement d'un train à Eschede, Allemagne, en 1998. Une nouvelle conception de roue a entraîné la formation de fissures à l'intérieur de la structure de la roue pendant l'exploitation. À plus de 200 km/h, le train a déraillé, causant la mort de 101 passagers.
L'examen des résultats des propriétés d'autoréparation des métaux pourrait aider les scientifiques et les ingénieurs à comprendre et à prévoir les dommages dus à la fatigue, afin d'éviter de futures catastrophes. Toutefois, les chercheurs précisent que le processus d'autoréparation comporte encore de nombreuses inconnues, comme la question de savoir s'il peut être appliqué de manière pratique dans le cadre de la fabrication. Ils reconnaissent que des recherches plus approfondies sont nécessaires pour comprendre si cette découverte peut être généralisée à d'autres matériaux et à d'autres environnements.
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