Le composite de fibre de carbone cicatrisable ouvre la voie à des matériaux durables et durables –

  • FrançaisFrançais



  • En raison de leur haute résistance et de leur légèreté, les matériaux composites à base de fibres de carbone remplacent progressivement les métaux pour faire progresser toutes sortes de produits et d’applications, des avions aux éoliennes en passant par les clubs de golf. Mais il y a un compromis. Une fois endommagés ou compromis, les matériaux en fibre de carbone les plus couramment utilisés sont presque impossibles à réparer ou à recycler.

    Dans un article publié le 2 novembre dans la revue Carbone, une équipe de chercheurs décrit un nouveau type de matériau renforcé de fibres de carbone qui est aussi résistant et léger que les matériaux traditionnellement utilisés, mais qui peut être cicatrisé à plusieurs reprises avec la chaleur, inversant ainsi tout dommage dû à la fatigue. Cela fournit également un moyen de le décomposer et de le recycler lorsqu’il atteint la fin de sa vie.

    “Le développement de composites résistants à la fatigue est un besoin majeur dans la communauté de la fabrication”, a déclaré le co-auteur principal Aniruddh Vashisth, professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Washington. “Dans cet article, nous démontrons un matériau dans lequel des sources de chaleur traditionnelles ou un chauffage par radiofréquence peuvent être utilisés pour inverser et reporter indéfiniment son processus de vieillissement.”

    Le matériau fait partie d’un groupe récemment développé connu sous le nom de vitrimères renforcés de fibres de carbone, du nom du mot latin pour verre, qui présentent un mélange de propriétés solides et fluides. Les matériaux généralement utilisés aujourd’hui, que ce soit dans les articles de sport ou dans l’aérospatiale, sont des polymères renforcés de fibres de carbone.

    Les polymères traditionnels renforcés de fibres de carbone se répartissent généralement en deux catégories : thermodurcissables ou thermoplastiques. La variété “set” contient un époxy, un matériau semblable à de la colle où les liaisons chimiques qui le maintiennent ensemble durcissent en permanence. La version “plastique” contient un type de colle plus doux afin qu’il puisse être refondu et retravaillé, mais cela devient un inconvénient pour une résistance et une rigidité élevées. Les vitrimères, quant à eux, peuvent se lier, se dissocier et se reconnecter, offrant un juste milieu entre les deux.

    “Imaginez que chacun de ces matériaux soit une pièce pleine de monde”, a déclaré Vashisth. “Dans la salle thermodurcissable, tout le monde se tient la main et ne lâche pas. Dans la salle thermoplastique, les gens se serrent la main et se déplacent tout autour. Dans la salle vitrimère les gens serrent la main de leur voisin mais ils ont la capacité de échanger des poignées de main et faire de nouveaux voisins afin que le nombre total d’interconnexions reste le même. Cette reconnexion est la façon dont le matériau est réparé et cet article a été le premier à utiliser des simulations à l’échelle atomique pour comprendre les mécanismes sous-jacents de ces poignées de main chimiques. »

    L’équipe de recherche pense que les vitrimères pourraient être une alternative viable pour de nombreux produits actuellement fabriqués à partir de thermodurcissables, ce dont nous avons grandement besoin car les composites thermodurcissables ont commencé à s’accumuler dans les décharges. L’équipe affirme que les vitrimères cicatrisables constitueraient un changement majeur vers un matériau dynamique avec un ensemble différent de considérations en termes de coût du cycle de vie, de fiabilité, de sécurité et de maintenance.

    “Ces matériaux peuvent traduire le cycle de vie linéaire des plastiques en un cycle circulaire, ce qui serait un grand pas vers la durabilité”, a déclaré le co-auteur principal Nikhil Koratkar, professeur de génie mécanique, aérospatial et nucléaire à l’Institut polytechnique Rensselaer.

    L’équipe de recherche comprend également Mithil Kamble et Catalin Picu à l’Institut polytechnique Rensselaer et Hongkun Yang et Dong Wang à l’Université de technologie chimique de Pékin. Cette recherche a été financée par l’armée américaine et la NASA par le biais du programme Vertical Lift Research Centers of Excellence, de la National Science Foundation, de la chaire John A. Clark et Edward T. Crossan du Rensselaer Polytechnic Institute, de l’Université de Washington et de la société. Logiciel pour la chimie et les matériaux.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Washington. Original écrit par Andy Freeberg. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

    N'oubliez pas de voter pour cet article !
    1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
    Loading...

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur web depuis 2009 et webmestre depuis 2011.

    Je m'intéresse à tous les sujets comme la politique, la culture, la géopolitique, l'économie ou la technologie. Toute information permettant d'éclairer mon esprit et donc, le vôtre, dans un monde obscur et à la dérive.

    Je suis l'auteur de plusieurs livre

    Pour me contacter personnellement :

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.