Depuis qu'un groupe de recherche de l'Université de Kiel (CAU) et de l'Université de technologie de Hambourg (TUHH) à Hambourg-Harburg a développé l'aérographite - l'un des matériaux les plus légers au monde - en 2012 -, ils ont continué à faire des recherches à ce sujet. Son architecture tétrapode complexe confère au matériau 3D à base de carbone des propriétés tout à fait uniques, comme une élasticité et une conductivité électrique extrêmement élevées. Maintenant, pour la première fois, au sein d'une équipe de recherche internationale, les scientifiques des matériaux de la CAU ont pu plier les tétrapodes creux individuels, chacun mesurant seulement quelques micromètres. Après avoir plié, les tétrapodes conservent automatiquement leur forme d'origine, sans subir aucun dommage. Cela rend des applications avancées envisageables, tant dans la science des matériaux que dans le domaine de la médecine régénérative. L'équipe de recherche a publié ses résultats dans Communication Nature .

Concernant les nouveaux matériaux, les scientifiques sont principalement intéressés par une chose :quelles propriétés ont-ils, et comment se comportent-ils dans différentes conditions ? Cela détermine également les nouvelles utilisations possibles des matériaux. "Afin de prédire le comportement mécanique global d'un matériau de réseau, nous devons enquêter sur les structures individuelles de blocs de construction avec lesquelles il est construit, " a expliqué le Dr Yogendra Mishra, scientifique des matériaux dans le groupe de travail « Nanomatériaux fonctionnels » au CAU. L'aérographite est constitué de tétrapodes, nanostructure 3D à base de carbone qui se compose de quatre bras creux. Lorsqu'ils sont combinés ensemble, ils forment un poreux, réseau extrêmement léger, et ramener le poids de l'aérographite à seulement 0,2 milligramme par centimètre cube. ''En raison de cette structure unique, le matériau présente une résistance mécanique élevée ainsi qu'une surface très élevée, d'où proviennent des caractéristiques physiques et chimiques intéressantes, '' dit Daria Smazna, un doctorant dans le projet.

L'équipe de recherche internationale dirigée depuis Kiel a maintenant réussi à montrer que l'aérographite est extrêmement pliable. "En général, les matériaux en vrac comme le carbone ou le métal ne sont pas pliables, mais en raison de sa structure spéciale, nos réseaux de carbone sont également très flexibles et stables mécaniquement", a expliqué le professeur Rainer Adelung, responsable de la Chaire Nanomatériaux Fonctionnels. Vous pouvez l'imaginer comme une feuille de papier. "Une feuille de papier plate n'offre aucune résistance, si vous le tenez d'un côté, il pend simplement. Cependant, si on l'enroule ou qu'on le froisse, il atteint un certain degré de stabilité, " a poursuivi le scientifique des matériaux. Cela dépend donc de la disposition géométrique au sein du matériau. La forme particulière des tétrapodes a fait soupçonner les chercheurs qu'ils pouvaient être pliés - malgré la légèreté de l'aérographite. En effet, les bras individuels ont des parois très minces et ils sont creux à l'intérieur. "Cela leur permet d'être pliés à tellement d'endroits différents, même de manière réversible. Ils reprennent automatiquement leur forme initiale, sans subir aucun dommage, " expliqua Mishra. " Tout comme un accordéon, l'objet tridimensionnel peut être plié sous une forme bidimensionnelle, puis s'est à nouveau déplié."