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Une vue grossie des capsules vues par transparence. Leur coquille peut se briser par une action mécanique, ce qui libère les nanotubes de carbone. Si un fil est électrique est recouvert d'une telle poudre de microcapsules, ces excellents conducteurs d'électricité viendront s'accrocher au niveau d'une éventuelle coupure si, bien sûr, elle n'est pas trop béante. © J. Mat. Chem./RSC Publishing
Depuis des années, des scientifiques, mais aussi nombre d'automobilistes, regardent avec envie les merveilleuses capacités de cicatrisationcicatrisation des organismes vivants. Avec des résultats déjà encourageants, le domaine de l'auto-réparation progresse régulièrement.
A l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign, Jeffrey Moore s'en est fait une spécialité et a déjà proposé une résine capable de cicatriser des petites fissures. Dans ce polymèrepolymère sont incluses des microcapsules contenant des monomèresmonomères (les briques chimiques d'un polymère). Quand une crique apparaît, elle déchire ces capsules et en libère le contenu. Le polymère, alors, se reforme. Dans la même université, Scott White, Kathleen S. Toohey et leurs collègues avaient conçu une résine auto-réparable en quelque sorte vascularisée, comme un tissu vivant, plus précisément parcourue par de minuscules canaux contenant des monomères ou un catalyseurcatalyseur (qui polymérise les monomères).
Dans tous les cas, il s'agissait de restaurer les propriétés mécaniques après l'apparition de fissures. Le même Jeffrey Moore propose aujourd'hui un conducteur électrique qui se répare tout seul. L'équipe vise surtout les contacts des batteries lithium-ionbatteries lithium-ion, qui, parfois, s'enflamment quand une rupture produit un court-circuitcourt-circuit.
Les capsules, que l'on distingue bien sur l'image du bas, prise avec un microscope électronique à balayage, sont en polymère. L'image du haut en montre l'intérieur, et leur contenu de nanotubes de carbone, grâce à la lumière d'un microscope optique classique. © J. Mat. Chem./RSC Publishing
Oubliez le fer à souder, pour réparer, secouez !
Les chercheurs utilisent le même principe de microcapsules mais celles-ci, en polymère, contiennent des nanotubes de carbonenanotubes de carbone (à simple paroi), qui sont de bons conducteurs d'électricité. Dans l'expérience relatée dans la revue Journal of Materials Chemistry, des microcapsules sont saupoudrées entre les extrémités de deux fils métalliques, séparées de 100 nanomètresnanomètres. Une tension de 50 voltsvolts est appliquée entre les fils et on reproduit ainsi un conducteur coupé.
Les capsules sont brisées mécaniquement... en secouant l'appareillage. L'équipe a déterminé que la taille idéale des capsules est comprise entre 280 et 350 nanomètres. Plus petites, elles sont trop solidessolides pour être rompues. Plus grandes, elles sont trop fragiles.
Une fois les nanotubes de carbone libérés, ils viennent d'eux-mêmes s'appliquer sur les extrémités des conducteurs et l'ensemble de cet écheveau forme un fil de fortune qui, comme l'a mesuré l'équipe, rétablit le passage du courant. Avec un tel matériaumatériau recouvrant les connecteurs de la batterie d'un ordinateur ou d'un mobilemobile, il suffirait donc, à la vue d'un témoin d'alarme, de secouer vigoureusement l'appareil pour réparer la connexion !
