Suivez le téléphone qui rebondit incassable ! Une équipe de Polytechnique Montréal a récemment démontré qu'un tissu conçu par fabrication additive absorbe jusqu'à 96 % de l'énergie d'impact, le tout sans se casser. Rapports de cellule Sciences physiques journal a récemment publié un article avec des détails sur cette innovation, qui ouvre la voie à la création de revêtements plastiques incassables.

Le concept et les recherches qui l'accompagnent révélés dans l'article sont relativement simples. Les professeurs Frédérick Gosselin et Daniel Therriault du Département de génie mécanique de Polytechnique Montréal, avec le doctorant Shibo Zou, voulait démontrer comment une sangle en plastique pouvait être incorporée dans une vitre pour l'empêcher de se briser en cas d'impact.

Cela semble un concept assez simple, mais une réflexion plus poussée révèle qu'il n'y a rien de simple dans cette toile plastique.

La conception des chercheurs s'est inspirée des toiles d'araignées et de leurs propriétés étonnantes. "Une toile d'araignée peut résister à l'impact d'un insecte qui la heurte, en raison de sa capacité à se déformer via des liaisons sacrificielles au niveau moléculaire, dans les protéines de soie elles-mêmes, " explique le professeur Gosselin. " Nous nous sommes inspirés de cette propriété dans notre approche. "

Biomimétisme par impression 3D

Les chercheurs ont utilisé du polycarbonate pour obtenir leurs résultats; lorsqu'il est chauffé, le polycarbonate devient visqueux comme du miel. A l'aide d'une imprimante 3D, L'équipe du professeur Gosselin a exploité cette propriété pour « tisser » une série de fibres de moins de 2 mm d'épaisseur, puis répété le processus en imprimant une nouvelle série de fibres perpendiculairement, aller vite, avant que la toile entière ne se solidifie.

Il s'avère que la magie est dans le processus lui-même, c'est là que le produit final acquiert ses propriétés clés.

Comme il est lentement extrudé par l'imprimante 3D pour former une fibre, le plastique fondu crée des cercles qui forment finalement une série de boucles. "Une fois durci, ces boucles se transforment en liens sacrificiels qui donnent à la fibre une résistance supplémentaire. Lorsque l'impact se produit, ces liens sacrificiels absorbent l'énergie et se cassent pour maintenir l'intégrité globale de la fibre, comme les protéines de soie, " explique le chercheur Gosselin.

Dans un article publié en 2015, L'équipe du professeur Gosselin a démontré les principes de fabrication de ces fibres. Le dernier Rapports de cellule Sciences physiques L'article révèle comment ces fibres se comportent lorsqu'elles sont entrelacées pour prendre la forme d'une toile.

L'auteur principal de l'étude Shibo Zou, a profité de l'occasion pour illustrer comment une telle toile pouvait se comporter lorsqu'elle était située à l'intérieur d'un écran de protection. Après avoir noyé une série de bandes dans des plaques de résine transparentes, il a effectué des tests d'impact. Le résultat? Les plaquettes en plastique ont dispersé jusqu'à 96 % de l'énergie d'impact sans se casser. Au lieu de craquer, ils se déforment à certains endroits, préserver l'intégrité globale des plaquettes.

Selon le professeur Gosselin, cette innovation inspirée de la nature pourrait conduire à la fabrication d'un nouveau type de verre pare-balles, ou conduire à la production d'écrans de protection en plastique pour smartphones plus durables. « Il pourrait également être utilisé en aéronautique comme revêtement protecteur pour les moteurs d'avions, " note le professeur Gosselin. En attendant, il entend bien explorer les possibilités que cette approche peut lui ouvrir.