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Selon un chercheur de l’université d’État du Michigan, un revêtement en nano-mousse liquide en cours de test, pourrait prolonger l’utilisation sûre des casques de football. Lorsqu’un casque résiste à un impact suffisamment grave pour causer une commotion cérébrale au joueur qui le porte, les caractéristiques de sécurité du casque sont compromises, rendant l’équipement dangereux pour une utilisation ultérieure, a déclaré Weiyi Lu, professeur adjoint d’ingénierie.

Un revêtement en nano-mousse liquide 

Lu a testé un matériau en nano-mousse liquide qui pourrait changer cela, Ce matériau est rempli de minuscules nanopores. « Les diamètres de ces pores sont compris entre deux et 200 nanomètres, ce qui crée une grande surface », a déclaré M. Lu. « Toute la surface du stade Spartan de la MSU pourrait être repliée en un gramme de cette nano-mousse ».
Normalement, le matériau est rigide et l’ajout de liquide remplirait les trous. Pour remédier à cela, Lu et son équipe ont recouvert les nanopores d’une couche de silicone hydrophobe ou hydrofuge faite d’une chaîne de silyle organique, qui empêche le liquide d’être absorbé par le matériau. Ainsi, ce liquide salin à l’intérieur du matériau nano-mousse est mis sous pression lors d’un impact.
« Lorsque la pression atteint le seuil de sécurité, des ions et de l’eau sont forcés dans ces nanopores, ce qui rend ce matériau déformable pour une protection efficace. En outre, ce matériau est suffisamment souple pour prendre n’importe quelle forme », a-t-il déclaré. « Les casques ont à peu près une seule forme, mais ce matériau en nano-mousse liquide peut être fabriqué pour s’adapter à la forme ou au profil spécifique de la tête d’une personne ».

D’excellents résultats

Lors des premiers tests en laboratoire, Lu et son équipe ont comparé une doublure en nano-mousse liquide de 8 pouces avec le morceau de mousse solide de 3 quarts de pouce traditionnellement utilisé dans les casques. Ces deux matériaux ont été frappés avec une masse de cinq kilogrammes (le poids approximatif d’une tête humaine) à trois mètres par seconde. « Cette nano-mousse liquide a surpassé la mousse solide », a déclaré Lu. « Cette nano-mousse a été capable d’atténuer de multiples impacts sans dommage; les résultats ont été identiques du test 1 au test 10. »
Lu envisage de multiples applications futures pour ce matériau en nano-mousse liquide, au-delà des casques de football et militaires. Ce matériau pourrait également être utilisé dans des dispositifs de sécurité passive, tels que les airbags et les pare-chocs des automobiles. Cette nano-mousse pourrait même être utilisée pour protéger les personnes et les bâtiments des vibrations des tremblements de terre.

Tester des impacts plus intenses

La prochaine étape de cette recherche se concentrera sur des études plus dynamiques, qui permettront de tester des impacts plus rapides et plus intenses, tels que les effets d’une explosion d’une bombe, a déclaré M. Lu. « Nous voulons que ce matériau contribue non seulement à prolonger la vie des gens, mais aussi à améliorer leur qualité de vie ».
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : Michigan State University
Crédit photo : Pixabay