Crédit :American Technion Society
Des chercheurs du Technion-Israel Institute of Technology et d'Allemagne ont démontré pour la première fois les phénomènes de mémoire de forme et d'auto-guérison dans les microparticules d'or. Obtenu grâce à la diffusion médiée par les défauts dans la particule, la découverte pourrait un jour conduire au développement de micro- et nano-robots capables de s'auto-réparer; composants et dispositifs mécaniquement stables et résistants aux dommages ; et l'administration ciblée de médicaments.
L'étude, publié dans la revue Advanced Science, a été menée par le doctorant Oleg Kovalenko et le Dr Leonid Klinger, dirigé par le professeur Eugen Rabkin du Département de science et d'ingénierie des matériaux du Technion, avec le Dr Christian Brandl du Karlsruhe Institute of Technology, Allemagne (KIT).
Les matériaux à mémoire de forme se caractérisent par leur capacité à réparer les dommages qui leur sont causés (comme la déformation plastique) et à retrouver leur forme d'origine. Ces matériaux peuvent exister sous deux formes cristallines stables, ou phases :austénite, qui est la forme primaire la plus symétrique stable à des températures élevées ; et martensite, qui est une phase caractérisée par une symétrie plus faible, mais aussi par une plus grande force. Un exemple bien connu de transition entre les deux phases est la trempe de l'acier.
La transformation de la phase austénite en martensite peut être activée en appliquant une charge mécanique au matériau, ou en le refroidissant. La structure à faible symétrie de la martensite permet au matériau d'absorber une contrainte plastique considérable en réorientant les cristaux déformés de martensite en fonction de la direction de la contrainte qui lui est appliquée. Même après déformation plastique, les cristaux de martensite "se souviennent" de leur phase d'austénite mère et sont capables de la restaurer dans sa configuration d'origine. Cela se produira si le matériau est chauffé, provoquant la transformation inverse de phase martensite-austénite et transformant l'énergie thermique en énergie mécanique qui redonnera au matériau sa forme d'origine.
Jusqu'à maintenant, cet effet mémoire de forme n'a été observé que dans très peu d'alliages métalliques comme le Nitinol (Ni-Ti). Ces alliages sont caractérisés par un polymorphisme – multiplicité de phases cristallines stables possibles. C'est la première fois que le phénomène de mémoire de forme est démontré dans des particules d'or submicrométriques. Les chercheurs ont indenté les particules d'or avec une pointe de diamant pointue contrôlée par un microscope à force atomique (AFM). Le recuit des particules indentées à une température de 600°C (environ 65% de la température de fusion absolue de l'or) a permis une guérison complète des dommages et la récupération de la forme originale des particules avant la déformation.
