Tour, lisse et irisé, les perles sont parmi les bijoux les plus exquis du monde; maintenant, ces pierres précieuses inspirent un projet de recherche de l'armée américaine pour améliorer l'armure militaire.

En imitant le revêtement extérieur des perles (nacre, ou comme on l'appelle plus communément, nacre), chercheurs de l'Université de Buffalo, financé par l'Army Research Office (ARO), a créé un plastique léger qui est 14 fois plus résistant et huit fois plus léger (moins dense) que l'acier et idéal pour absorber l'impact des balles et autres projectiles.

L'ARO est un élément du laboratoire de recherche de l'armée du commandement du développement des capacités de combat de l'armée américaine.

Les résultats de la recherche sont publiés dans la revue Matériaux polymères appliqués ACS , et sa publication antérieure dans J. Phys. Chem. Lett.

"Le matériau est rigide, fort et dur, " a déclaré le Dr Shenqiang Ren, professeur au Département de génie mécanique et aérospatial, membre du RENEW Institute de l'Université de Buffalo, et l'auteur principal de l'article. "Cela pourrait être applicable aux gilets, casques et autres types de gilets pare-balles, ainsi que des armures de protection pour les navires, hélicoptères et autres véhicules."

La majeure partie du matériau est une version gonflée de polyéthylène (le plastique le plus courant) appelé polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé, ou UHMWPE, qui est utilisé pour fabriquer des produits tels que des hanches artificielles et des médiators.

Lors de la conception de l'UHMWPE, les chercheurs ont étudié la nacre, que les mollusques créent en disposant une forme de carbonate de calcium dans une structure qui ressemble à des briques imbriquées. Comme la nacre, les chercheurs ont conçu le matériau pour avoir une coque extérieure extrêmement résistante avec un support intérieur plus flexible capable de déformer et d'absorber les projectiles.

"Le travail du professeur Ren concevant UHMWPE pour améliorer considérablement la résistance aux chocs peut conduire à de nouvelles générations d'armures légères qui offrent à la fois protection et mobilité aux soldats, " a déclaré le Dr Evan Runnerstrom, gestionnaire de programme, conception de matériaux, ARO. "Contrairement à l'armure en acier ou en céramique, UHMWPE pourrait également être plus facile à couler ou à mouler dans des formes complexes, fournir une protection polyvalente pour les soldats, Véhicules, et d'autres biens de l'armée."

C'est ce qu'on appelle une armure souple, dans lequel des matériaux doux mais tissés serrés créent ce qui est essentiellement un filet très solide capable d'arrêter les balles. Le KEVLAR en est un exemple bien connu.

Le matériau développé par l'équipe de recherche présente également une conductivité thermique élevée. Cette capacité à dissiper rapidement la chaleur l'aide en outre à absorber l'énergie des balles et autres projectiles.

L'équipe a ensuite expérimenté l'UHMWPE en ajoutant des nanoparticules de silice, découvrir que de minuscules morceaux de produit chimique pourraient améliorer les propriétés du matériau et potentiellement créer une armure plus solide.

"Ce travail démontre que les bonnes approches de conception de matériaux ont le potentiel d'avoir un impact important sur les technologies de l'armée, " a déclaré Runnerstrom.