Time-lapse d'un aérogel reprenant sa forme d'origine. Crédit :Sam O'Keefe, S&T du Missouri
Les aérogels polymères sont des structures nanoporeuses qui combinent certaines des caractéristiques les plus souhaitables des matériaux, comme la flexibilité et la résistance mécanique. Il est presque impossible d'améliorer une substance considérée comme la dernière frontière des matériaux légers. Mais c'est exactement ce que les chimistes de l'Université des sciences et technologies du Missouri ont fait en fabriquant des aérogels qui ont une élasticité semblable à celle du caoutchouc et peuvent « se souvenir » de leurs formes originales.
Les aérogels sont créés en remplaçant des liquides par des gaz dans une silice, oxyde métallique ou gel polymère. Ils sont utilisés dans une grande variété de produits, de l'isolation des oléoducs offshore aux missions spatiales de la NASA.
"Le type spécifique d'aérogels de polyuréthane que nous avons créés est superélastique, ce qui signifie qu'ils peuvent être pliés dans n'importe quelle direction ou être écrasés à plat tout en reprenant leur forme d'origine, " dit le Dr Nicholas Leventis, chercheur principal sur le projet et professeur distingué de chimie des conservateurs au Missouri S&T. « Nos aérogels superélastiques sont différents du caoutchouc en ce sens qu'ils peuvent reprendre sur commande une forme spécifique. ils montrent également un fort effet mémoire de forme, ce qui signifie qu'ils peuvent être déformés et refroidis et conserver la forme déformée pour toujours.
"Toutefois, lorsque la température remonte à la température ambiante, ils retrouvent leur forme originale non déformée, " explique Leventis. " L'effet mémoire de forme n'est pas nouveau. Les alliages métalliques et polymères à mémoire de forme sont connus depuis de nombreuses années, cependant, les aérogels à mémoire de forme sont la dernière frontière en matière de poids léger."
Leventis et son groupe ont démontré cette propriété unique en façonnant une « main bionique » capable d'imiter les fonctions musculaires coordonnées. La main d'aérogel peut serrer un crayon et, lorsqu'il est stimulé, peut saisir un crayon sous sa forme de paume ouverte étirée.
"Nous pensons que ce travail a produit l'un des" Saint Graal "dans le domaine des aérogels, " dit Leventis. " Je vois beaucoup d'applications biomimétiques pour ces aérogels à l'avenir. leur flexibilité, combiné avec l'élasticité, élargir considérablement l'éventail des utilisations possibles."