Une formule spéciale pour les résines époxy a été développée à TU Wien, qui peut être utilisé pour les composites renforcés de fibres dans l'aérospatiale, construction navale et automobile, ou même pour la rénovation sous-marine. Ceci est réalisé simplement en irradiant n'importe quelle partie de la résine avec de la lumière.

En quelques secondes, le nouveau matériau peut être complètement transformé. Initialement, le matériau est transparent et sous forme liquide ou pâteuse; alors, lorsqu'une partie de celui-ci est irradiée avec la lumière appropriée, toute la résine commence à se solidifier et prend une couleur foncée. La formule spéciale de résine époxy qui rend cela possible a été brevetée par TU Wien. Maintenant, des chercheurs ont même mené à bien le processus sous l'eau. Cela signifie que la nouvelle résine époxy peut être utilisée pour des travaux qui, jusqu'à maintenant, avait été très difficile à réaliser, comme le remplissage de fissures sous-marines dans des piliers de ponts ou des barrages, ou réparer des tuyaux pendant le fonctionnement en cours.

Comme autre nouveauté, la formule spéciale peut être appliquée en combinaison avec des fibres de carbone et des tapis en fibre de carbone. De nombreuses possibilités se présentent pour des applications en ingénierie aérospatiale, éoliennes, la construction navale ou l'industrie automobile - dans tous les domaines où les propriétés mécaniques les plus élevées doivent être combinées à une conception légère.

Matériel ordinaire avec un ajout extraordinaire

Les résines époxy sont des matériaux standards qui sont utilisés dans le secteur industriel à de nombreuses fins différentes, comme l'isolation de composants électroniques ou la fixation de pièces mécaniques. Le groupe de recherche dirigé par le professeur Robert Liska (Institute of Applied Synthetic Chemistry, TU Wien) développe des additifs qui sont ajoutés à la résine époxy ordinaire afin d'ajuster ses propriétés et de permettre un durcissement ciblé sur simple pression d'un bouton.

"Nous développons des composés spéciaux dans lesquels la lumière déclenche une réaction chimique", explique Robert Liska. "Cela peut être un flash lumineux de lumière visible, mais nous avons aussi des composés qui ne réagissent qu'à la lumière UV." Au point où la lumière frappe la résine, une réaction est déclenchée qui libère de la chaleur. Cette chaleur se propage et initie une cascade chimique ailleurs jusqu'à ce que toute la résine soit durcie.

"Le principal avantage de cette méthode est qu'il n'est pas nécessaire d'éclairer toute la résine comme avec d'autres matériaux photopolymérisables", explique Liska. "Il suffit d'irradier n'importe quelle partie de la résine avec de la lumière. Le reste durcit alors même s'il est situé profondément dans une fissure sombre que vous souhaitez combler."

Intérêt du secteur industriel

Des entreprises partenaires de l'industrie ont demandé si ce processus serait également possible en présence de charges ou de fibres « foncées », car une résine époxy autopolymérisable serait extrêmement utile pour certaines de ces applications plus difficiles. "À la surface, cette idée contredit toutes les théories", pense Liska. "La lumière a une profondeur de pénétration très faible dans le matériau car elle est fortement absorbée par les fibres de carbone", encore des expériences à TU Wien ont montré de manière impressionnante le processus de travail.

De plus, le durcissement sous-marin efficace contredit la théorie. "Au départ, nous ne pensions pas que ce serait possible. On s'attendrait d'abord à ce que l'eau réagisse chimiquement avec les composants de la résine, et aussi qu'il enlèverait la chaleur nécessaire pour maintenir la réaction. » Étonnamment, cependant, il était encore possible que le processus d'autopolymérisation déclenché par la lumière ait lieu sous l'eau.

« Une des principales raisons à cela est que la réaction chimique porte l'eau à ébullition », explique Robert Liska. "Une fine couche protectrice de vapeur d'eau se forme alors entre la résine durcissable et l'eau environnante."

Les chercheurs recherchent maintenant d'autres utilisateurs de l'industrie pour explorer le potentiel de cette résine spéciale. Outre l'application de composites renforcés de fibres de verre et de carbone dans l'aérospatiale, construction navale et automobile, la restauration des bâtiments est un domaine particulièrement intéressant. Par exemple, vous pouvez combler les fissures dans les bâtiments construits dans l'eau avec de la résine visqueuse, puis les guérir avec un éclair de lumière. L'entretien des canalisations est un autre travail souvent difficile à réaliser – l'utilisation de la nouvelle résine pourrait également convenir ici. « Il existe de nombreuses possibilités et nous espérons de nouvelles idées intéressantes », dit Robert Liska.