En raison de cette dynamique à l'échelle nanométrique, les matériaux fabriqués à partir de nanofibres céramiques ont le potentiel d'être déformables et flexibles, tout en maintenant la résistance à la chaleur qui rend la céramique utile dans les applications à haute température. Le problème est que de tels matériaux ne sont pas faciles à fabriquer. Une méthode souvent utilisée pour fabriquer des nanofibres, connu sous le nom d'électrofilage, ne fonctionne pas bien avec la céramique. Une autre option potentielle, impression laser 3D, coûte cher et prend du temps.

Les chercheurs ont donc utilisé une méthode appelée soufflage de solution, qui avait été développé précédemment par Wu dans son laboratoire à Tsinghua. Le processus utilise la pression d'air pour conduire une solution liquide contenant un matériau céramique à travers une minuscule ouverture de seringue. Au fur et à mesure que le liquide sort, il se solidifie rapidement en fibres nanométriques qui sont collectées dans une cage en rotation. La matière collectée est ensuite chauffée, qui brûle le matériau solvant en laissant une masse de nanofibres de céramique enchevêtrées qui ressemble un peu à une boule de coton.

Les chercheurs ont utilisé cette méthode pour créer des éponges fabriquées à partir de différents types de céramiques et ont montré que les matériaux présentaient des propriétés remarquables.

Par exemple, les éponges ont pu rebondir après une contrainte de compression jusqu'à 50 pour cent, quelque chose qu'aucun matériau céramique standard ne peut faire. Et les éponges peuvent maintenir cette résilience à des températures allant jusqu'à 800 degrés Celsius.

La recherche a également montré que les éponges avaient une capacité remarquable d'isolation à haute température. Dans une expérience, les chercheurs ont placé un pétale de fleur sur une éponge de 7 millimètres d'épaisseur faite de nanofibres de dioxyde de titane (un matériau céramique courant). Après avoir chauffé le fond de l'éponge à 400 degrés Celsius pendant 10 minutes, la fleur du dessus s'est à peine fanée. Pendant ce temps, pétales placés sur d'autres types de matériaux céramiques poreux dans les mêmes conditions ont été brûlés en un croustillant.

La résistance à la chaleur des éponges et leur déformabilité les rendent potentiellement utiles comme matériau isolant où la flexibilité est importante. Par exemple, Gao dit, le matériau pourrait être utilisé comme couche isolante dans les vêtements des pompiers.

Une autre utilisation potentielle pourrait être la purification de l'eau. Le dioxyde de titane est un photocatalyseur bien connu utilisé pour décomposer des molécules organiques, qui tue les bactéries et autres micro-organismes dans l'eau. Les chercheurs ont montré qu'une éponge de dioxyde de titane pouvait absorber 50 fois son poids en eau contenant un colorant organique. Dans les 15 minutes, l'éponge a pu dégrader le colorant sous éclairage. Avec l'eau essorée, l'éponge pourrait alors être réutilisée, ce qui ne peut pas être fait avec les poudres de dioxyde de titane normalement utilisées dans la purification de l'eau.

En plus de ceux-ci, il peut y avoir d'autres applications pour les éponges en céramique que les chercheurs n'ont pas encore envisagées.

« Le processus que nous avons utilisé pour les fabriquer est extrêmement polyvalent ; il peut être utilisé avec une grande variété de différents types de matières premières céramiques, " dit Wu, l'un des auteurs correspondants de Tsinghua. "Nous pensons donc qu'il existe d'énormes perspectives d'applications potentielles."