Une doublure en nanomousse liquide en cours de test pourrait prolonger la sécurité d'utilisation des casques de football, dit un chercheur de l'Université d'État du Michigan.

Lorsqu'un casque résiste à un impact suffisamment violent pour causer une commotion cérébrale au joueur qui le porte, les caractéristiques de sécurité du casque sont compromises, rendre l'équipement dangereux pour une utilisation ultérieure, a déclaré Weiyi Lu de MSU, un professeur assistant MSU de génie civil et environnemental.

Lu a testé un matériau de nanomousse liquide qui pourrait changer cela et la recherche a été publiée le 13 octobre dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Le matériau est plein de minuscules nanopores. "Les diamètres des pores sont compris entre deux et 200 nanomètres et cela crée une grande surface, ", a déclaré Lu. "Toute la zone du Spartan Stadium de la MSU pourrait être pliée en un gramme de nanomousse."

Ordinairement, le matériau est rigide et l'ajout de liquide comblerait les trous. Pour résoudre ce problème, Lu et son équipe ont recouvert les nanopores d'une couche de silicone hydrophobe ou hydrofuge constituée d'une chaîne silyle organique qui empêche le liquide d'être absorbé par le matériau. Par conséquent, le liquide d'eau salée à l'intérieur du matériau de nanomousse devient pressurisé lors d'un impact.

« Lorsque la pression atteint le seuil de sécurité, les ions et l'eau sont forcés dans les nanopores rendant le matériau déformable pour une protection efficace. En outre, le matériau de type liquide est suffisamment souple pour prendre n'importe quelle forme, ", a-t-il déclaré. "Les casques ont à peu près une seule forme, mais le matériau en nanomousse liquide peut être conçu pour s'adapter à la forme ou au profil de la tête d'une personne."

Dans les premiers tests de laboratoire, Lu et son équipe ont comparé une doublure en nanomousse liquide de huitième de pouce au morceau de mousse solide de trois quarts de pouce traditionnellement utilisé dans les casques. Les deux matériaux ont été frappés avec une masse de cinq kilogrammes (le poids approximatif d'une tête humaine) à trois mètres par seconde. Même si les deux matériaux ont été déformés par l'impact, la nanomousse liquide récupérée entre les impacts continus du test et la mousse solide ne l'a pas fait.

"La nanomousse liquide a surpassé la mousse solide, " a déclaré Lu. "La nanomousse a pu atténuer les impacts multiples continus sans dommage; les résultats étaient identiques du test 1 au test 10."

Une doublure en nanomousse liquide serait plus fine et moins encombrante à l'intérieur d'un casque. Et puisque la doublure peut résister à plusieurs forces d'impact élevées, la doublure n'aurait pas besoin d'être remplacée après une collision à fort impact à moins que la coque du casque n'ait été endommagée. "Un casque qui peut être réutilisé en toute sécurité est un énorme avantage, ", a-t-il déclaré. "Nous aimerions voir une doublure en nanomousse liquide dans les casques de football MSU à l'avenir."

Lu envisage de multiples applications futures du matériau de nanomousse liquide au-delà des casques de football et militaires. Le matériau pourrait également être utilisé dans des dispositifs de sécurité passive tels que des coussins gonflables et des pare-chocs pour automobiles. La nanomousse liquide pourrait même être utilisée pour protéger les personnes et les bâtiments des vibrations sismiques.

La prochaine étape de la recherche se concentrera sur des études plus dynamiques qui testeront des impacts plus rapides et plus intenses tels que les effets d'un attentat à la bombe, dit Lu. "Nous voulons que ce matériel aide non seulement à prolonger la vie des gens, mais à améliorer leur qualité de vie."