Dans le monde de la science des matériaux, la résistance et la ténacité sont souvent considérées comme des propriétés concurrentes. En règle générale, les matériaux solides sont fragiles, tandis que ceux qui sont résistants ont tendance à être plus faibles. Cependant, une équipe de chercheurs de la Swanson School of Engineering de l’Université de Pittsburgh a trouvé un moyen de combiner ces deux propriétés dans une nouvelle classe de matériaux auto-réparateurs.

L'équipe, dirigée par Abdon Pena-Francesch, professeur adjoint de génie mécanique et de science des matériaux, a développé un nouveau type de matériau composite composé d'une matrice solide et cassante et d'un renfort souple et résistant. Le renfort est constitué de minuscules gouttelettes d’un liquide encapsulées dans une coque en polymère. Lorsque le matériau est endommagé, les gouttelettes se brisent et libèrent le liquide, qui comble alors les fissures et guérit les dégâts.

Les chercheurs ont découvert que l’ajout d’un renfort souple et résistant augmentait considérablement la résistance du matériau sans sacrifier sa résistance. En fait, le matériau était encore plus résistant que la matrice fragile d’origine. En effet, les gouttelettes de liquide agissent comme une phase sacrificielle qui absorbe l'énergie et empêche la propagation des fissures.

Les chercheurs pensent que cette nouvelle classe de matériaux pourrait avoir un large éventail d’applications, notamment dans la construction de ponts, de bâtiments et d’avions.

"Ces matériaux pourraient potentiellement révolutionner la façon dont nous concevons et construisons des structures", a déclaré Pena-Francesch. "En combinant résistance et ténacité, nous pouvons créer des matériaux plus résistants aux dommages et qui peuvent durer plus longtemps."

La recherche a été publiée dans la revue Nature Materials.