RTFlash

Avenir

De nouvelles nanofibres à la force exceptionnelle

Des chercheurs du MIT ont développé un process simple et à bas coût qui permet de produire des nanofibres de polyéthylène exceptionnellement rigides, solides et résistantes. Elles pourraient devenir un matériau de choix pour des nanocomposites ou des revêtements protecteurs.

Le nouveau procédé s’appuie sur une méthode d’électrofilage d’un gel (gel electrospinning). Les nanofibres de polyéthylène obtenues ont la particularité de présenter à la fois une forte rigidité, une forte ténacité et une forte résistance. Or, il est souvent difficile de trouver des matériaux dont l’extrême performance d’une de ses qualités n’affaiblit pas une autre.

Ainsi, une trop forte rigidité diminue souvent la ténacité et mène à des fractures du matériau. Mais dans ce cas, les propriétés des fibres obtenues équivalent voire surpassent celles que l’on peut trouver dans des matériaux comme le Kevlar ou le Dyneema utilisés pour les gilets pare-balles.

Ces recherches portaient à l’origine sur la fabrication de fibres de différentes tailles en dessous du micron et sur leur caractérisation. « Il n’y a pas beaucoup de nouveautés en matière de nanofibres de hautes performances depuis des années car ce qui existe déjà est très performant », explique Gregory C. Rutledge, superviseur de ces recherches, dans un article publié par le MIT. « Cependant, ces nouvelles fibres, comparées aux fibres de carbones ou aux fibres céramiques utilisées actuellement sont aussi résistantes mais plus tenaces à la fracture et ce dans une mesure très notable », poursuit-il.

Le procédé mis au point est très similaire au filage de gel (gel spinning) utilisé de manière courante, mais il se réalise en une seule étape et utilise des forces électriques à la place de forces mécaniques pour créer les fibres. Concrètement, le gel de polymère est extrudé via une seringue chauffée dans une chambre où est appliqué un champ électrique. Cela permet de produire des fibres de quelques centaines de nanomètres au lieu de fibres de l’ordre de 15 micromètres. Les chercheurs ont testé de multiples compositions pour le gel (différents solvants et concentration) et examiné les différentes fibres ainsi créées.

Il semblerait que plus les fibres sont fines plus leurs performances augmentent. Cette corrélation est pour le moment attribuée à un taux important de cristallinité, à l’orientation des cristallites (monocristaux isolés) combinés à des chaînes de polymères présentant peu de défauts et pouvant glisser facilement entre elles. Mais le fonctionnement exact n’est pas encore percé. Ce procédé présente l’avantage d’être facilement transposable à une échelle industrielle et ouvre des perspectives intéressantes pour la création de nouveaux matériaux composites.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techniques de l'Ingénieur

Noter cet article :

 

Vous serez certainement intéressé par ces articles :

  • Un chercheur japonais découvre un verre auto-réparant

    Un chercheur japonais découvre un verre auto-réparant

    Un chercheur japonais a découvert par hasard un nouveau type de verre qui peut être réparé simplement en pressant ensemble ses bouts brisés, mais il faudra sans doute ...

  • Un nano-capteur pour traquer les cellules cancéreuses

    Un nano-capteur pour traquer les cellules cancéreuses

    Des chercheurs du laboratoire du Département de physiologie et pharmacologie de la Faculté de médecine de l’Université de Tel-Aviv, dirigés par Ronit Satchi-Fainaro, ont développé un capteur ...

  • Vers des surfaces toujours propres ?

    Vers des surfaces toujours propres ?

    Sur une surface omniphobe, les gouttelettes de liquides rebondissent au lieu de s’accrocher au matériau. Ces surfaces sont importantes dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de vêtements ...

Recommander cet article :

Poster un nouveau commentaire

back-to-top