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La nacre est le revêtement dur irisé que l’on trouve à l’extérieur des perles et à l’intérieur de certaines coquilles de mollusques. C’est l’un des matériaux les plus durs, les plus rigides et les plus stables de la nature – et les scientifiques suisses ont maintenant compris comment en fabriquer une version artificielle, qui peut être «adaptée» à différentes applications.

Une version artificielle de la nacre

La nacre naturelle a une microstructure très semblable à celle d’un mur de briques, en ce sens qu’elle est composée de plaques de carbonate de calcium empilées ressemblant à des briques. Ces « briques » sont reliées par un « mortier » de biopolymère, ainsi que par de minuscules ponts d’interconnexion faits de minéraux.
Sous la direction du professeur André R. Studart, une équipe de l’institut de recherche suisse EPF de Zurich a pour objectif de développer une nacre synthétique pouvant être produite en série et adaptée à plusieurs sortes d’utilisations.
Les chercheurs ont commencé avec des plaques d’oxyde d’aluminium disponibles dans le commerce, qui remplaçaient le carbonate de calcium. Mesurant quelques dizaines de micromètres de long, ces plaques étaient suspendues dans un liquide soumis à un champ magnétique tournant. Cela a amené toutes les plaques à s’aligner dans même une direction, comme les briques d’un mur.
Une résine d’époxy ainsi que des particules d’oxyde de titane ont ensuite été ajoutées et le mélange entier a été soumis à une pression élevée tout en étant chauffé à environ 1 000 ° Celsius. Cela a provoqué le durcissement de la résine en un mortier entre les briques, le dioxyde de titane fondant à 800 º Celsius pour former les ponts. Les plaques d’oxyde d’aluminium elles-mêmes n’ont pas fondu.

Une résistance inégalée

Une fois que ce matériau a refroidi, il a formé un produit très proche de la nacre. Selon l’ETH, il a établi un nouveau record du monde en combinant rigidité, résistance et solidité. Il est possible de contrôler lesquelles de ces caractéristiques sont les plus prononcées en faisant varier la pression et la température à laquelle le matériau est fabriqué.
On espère que cette technologie pourra finalement trouver des utilisations dans des domaines tels que la construction, l’aviation ou la conception d’engins spatiaux. Un article sur cette recherche a récemment été publié dans la revue PNAS.
Ce n’est pas la première recherche de ce genre. Des scientifiques de l’Université de Cambridge ont déjà créé leur propre nacre artificielle, tandis que des équipes du CNRS, du MIT et de l’Université McGill ont produit des supports inspirés de la nacre. Mais c’est la première fois qu’une équipe arrive à produire de la nacre artificielle facilement et qui serait aussi résistante que la fibre de carbone.
Source : ETH Zurich

La nacre artificielle aussi résistante que la fibre de carbonemartinbiothechnologie
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