Clé à emporter
- Le domaine croissant des matériaux autoréparables pourrait un jour signifier des gadgets qui n'ont pas besoin de réparations.
- Des chercheurs ont mis au point des nanocristaux auto-réparateurs qui peuvent être utilisés dans les semi-conducteurs.
- Des chercheurs australiens ont récemment démontré un moyen d'aider le plastique imprimé en 3D à se réparer à température ambiante en utilisant uniquement des lumières.
Oubliez le remplacement des pièces cassées car votre smartphone pourrait un jour être capable de se réparer.
Des chercheurs affirment avoir découvert des nanocristaux auto-réparateurs pouvant être utilisés dans les semi-conducteurs. Les nanocristaux sont destinés aux panneaux solaires mais pourraient avoir un large éventail d'utilisations en électronique. Cela fait partie d'un effort croissant pour trouver des matériaux qui se réparent pour réduire les déchets.
"Les utilisateurs pourront désormais réparer à la main les fissures sur des circuits auparavant inaccessibles", a déclaré l'expert en technologie Jonathan Tian à Lifewire dans une interview par e-mail. "Habituellement, lorsque de telles ruptures se produisent, la puce entière (ou même l'ensemble de l'appareil) peut être jetée. De plus, en prolongeant la durée de vie des systèmes électriques, la technologie d'auto-réparation réduira la quantité de déchets électroniques entrant dans l'environnement."
Guérissez-vous
Bien que les matériaux d'auto-guérison puissent ressembler à de la science-fiction dans des films comme The Terminator ou Spiderman, ils deviennent une réalité. Les scientifiques de l'Israel Institute of Technology ont récemment développé des semi-conducteurs nanocristallins respectueux de l'environnement capables de s'auto-réparer.
Le processus utilise un groupe de matériaux appelés doubles pérovskites qui présentent des propriétés d'auto-guérison après avoir été endommagés par le rayonnement d'un faisceau d'électrons. Les pérovskites, découvertes pour la première fois en 1839, ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de caractéristiques électro-optiques uniques qui les rendent très efficaces dans la conversion d'énergie, malgré une production peu coûteuse. Les pérovskites pourraient être utiles dans les cellules solaires.
Les nanoparticules de pérovskite ont été produites en laboratoire à l'aide d'un processus court et simple qui consistait à chauffer le matériau pendant quelques minutes. Un microscope électronique à transmission a provoqué des défauts et des trous dans les nanocristaux.
Les enquêteurs "ont vu que les trous se déplaçaient librement dans le nanocristal mais évitaient ses bords", a écrit l'équipe dans un communiqué de presse. "Les chercheurs ont développé un code qui a analysé des dizaines de vidéos réalisées à l'aide du microscope électronique pour comprendre la dynamique des mouvements au sein du cristal. Ils ont découvert que des trous se formaient à la surface des nanoparticules, puis se déplaçaient vers des zones énergétiquement stables à l'intérieur."
Champ en pleine croissance
Le domaine des matériaux autoréparables est en pleine expansion. Par exemple, des chercheurs australiens ont récemment démontré un moyen d'aider le plastique imprimé en 3D à se guérir à température ambiante en utilisant uniquement des lumières. L'équipe de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud a montré que l'ajout d'une "poudre spéciale" à la résine liquide utilisée dans le processus d'impression peut ensuite aider à effectuer des réparations rapides et faciles en cas de rupture du matériau.
Des lampes LED standard brillantes peuvent réparer le plastique imprimé en une heure environ, ce qui provoque une réaction chimique et la fusion des deux pièces cassées.
Les chercheurs affirment que l'ensemble du processus rend le plastique réparé encore plus solide qu'avant qu'il ne soit endommagé. On espère que le développement ultérieur de la technique contribuera à réduire les déchets chimiques à l'avenir.
"Dans de nombreux endroits où vous utilisez un matériau polymère, vous pouvez utiliser cette technologie", a déclaré Nathaniel Corrigan, l'un des membres de l'équipe, dans un communiqué de presse. "Ainsi, si un composant tombe en panne, vous pouvez réparer le matériau sans avoir à le jeter. Il y a un avantage environnemental évident car vous n'avez pas à re-synthétiser un tout nouveau matériau à chaque fois qu'il est cassé. Nous augmentons la durée de vie de ces matériaux, ce qui va réduire les déchets plastiques."
Bram Vanderborght, professeur à la Vrije Universiteit Brussel en Belgique, fait partie d'une équipe travaillant sur les pinces robotiques auto-réparatrices. Les pinces utilisent des polymères auto-cicatrisants et sont destinées à être utilisées dans des environnements où les robots sont souvent endommagés. "Mais cette technologie et notre travail ont également des applications au-delà de l'application actuelle", a-t-il déclaré à Lifewire dans une interview par e-mail.
Les robots d'auto-guérison pourraient offrir plus d'autonomie à l'avenir.
"Nous pouvons nous attendre à des progrès dans le développement de systèmes de matériaux tolérants aux dommages qui prennent en charge les fonctionnalités électroniques et robotiques", a déclaré Tian. "Ces systèmes peuvent inclure des matériaux capables de détecter les dommages, de signaler l'événement et de réparer ou d'ajuster les propriétés des matériaux pour atténuer les dommages afin d'éviter une défaillance ou des dommages futurs."
