Ressemble étonnamment à une vraie pépite :de l'or 18 carats avec du latex comme matériau de base. Crédit :ETH Zurich / Peter Rüegg
Les chercheurs de l'ETH ont créé un or 18 carats incroyablement léger, en utilisant une matrice de plastique à la place d'éléments en alliage métallique.
Les amateurs de montres en or et de bijoux lourds seront comblés. Les objets de leur désir peuvent un jour devenir beaucoup plus légers, mais sans rien perdre de leur éclat. Surtout avec les montres, une petite quantité de poids peut faire toute la différence. Personne ne veut porter une lourde montre au poignet, même s'il est en or véritable. Après un certain temps, cela devient inconfortable et ennuyeux.
Anciennement post-doctorant au laboratoire de l'ETH dirigé par Raffaele Mezzenga, Professeur d'Alimentation et des Matériaux Mous, Leonie van 't Hag s'apprête à créer une nouvelle forme d'or qui pèse environ cinq à dix fois moins que l'or traditionnel 18 carats. Le mélange conventionnel est généralement trois quarts d'or et un quart de cuivre, avec une densité d'environ 15 g/cm 3 .
Ce n'est pas vrai pour ce nouvel or léger :sa densité n'est que de 1,7 g/cm 3 . Et pourtant, il s'agit toujours d'or 18 carats. Comment cette légèreté miraculeuse a-t-elle été obtenue ? Au lieu d'un élément en alliage métallique, van 't Hag, Mezzenga et ses collègues ont utilisé des fibres protéiques et un latex polymère pour former une matrice dans laquelle ils ont incrusté de minces disques de nanocristaux d'or. En outre, l'or léger contient d'innombrables minuscules poches d'air invisibles à l'œil. L'étude des chercheurs sur ce processus vient d'être publiée dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .
Nanoplaquettes d'or intégrées dans une matrice de latex. Crédit :Stephan Handschin/ScopeM/ETH Zurich
Voici comment les chercheurs créent le nouvel or léger :d'abord, ils ajoutent les ingrédients à l'eau et créent une dispersion. Après avoir ajouté du sel pour transformer la dispersion en gel, ensuite, ils remplacent l'eau qu'il contient par de l'alcool.
Ensuite, ils placent le gel d'alcool dans une chambre de pression, où des pressions élevées et un CO supercritique
Propriétés d'une pièce en plastique
"Cet or a les propriétés matérielles d'un plastique, " dit Mezzenga. Si un morceau tombe sur une surface dure, ça sonne comme du plastique. Mais il brille comme de l'or métallique, et peut être poli et travaillé dans la forme désirée.
Les chercheurs peuvent même ajuster la dureté du matériau en modifiant la composition de l'or. Ils peuvent également remplacer le latex de la matrice par d'autres plastiques, comme le polypropylène. Étant donné que le polypropylène se liquéfie à une température spécifique, "l'or plastique" fabriqué avec peut imiter le processus de fusion de l'or, mais à des températures beaucoup plus basses. Par ailleurs, la forme de la nanoparticule d'or peut changer la couleur du matériau :les « nanoplaquettes » produisent le chatoiement typique de l'or, tandis que les nanoparticules sphériques d'or confèrent au matériau une teinte violette.
"En règle générale, notre approche nous permet de créer presque n'importe quel type d'or que nous choisissons, en fonction des propriétés recherchées, " dit Mezzenga.
L'or pour l'horlogerie et l'électronique
Mezzenga fait remarquer que, tandis que l'or plastique sera particulièrement demandé dans la fabrication de montres et de bijoux, il convient également à la catalyse chimique, applications électroniques ou protection contre les rayonnements. Les chercheurs ont déposé des brevets pour le procédé et le matériau.
Les scientifiques de Mezzenga s'étaient déjà fait un nom il y a quelque temps avec l'or le plus léger du monde, un or qui pesait si peu qu'il pouvait flotter sur une mousse de cappuccino. "Mais le matériau était trop instable et ne pouvait pas être travaillé. Cette fois, nous nous sommes fixé l'objectif clair de créer un or léger qui peut également être traité et utilisé dans la plupart des applications où l'or est utilisé aujourd'hui", explique Mezzenga.
