— © Will Kirk / Johns Hopkins University

Une équipe de chercheurs de l’université Johns-Hopkins a mis au point un matériau anti-choc particulièrement prometteur, qui pourrait être utilisé pour fabriquer des pièces automobiles et des équipements de protection plus légers, résistants et, surtout, réutilisables.

Des capacités impressionnantes

Le nouveau matériau est constitué d’élastomères à cristaux liquides (ECL), c’est-à-dire des réseaux de polymères élastiques dans une phase cristalline liquide. En raison de leur élasticité et de leur stabilité impressionnantes, ces derniers sont habituellement utilisés pour fabriquer des actionneurs et des muscles artificiels dans le domaine de la robotique, mais pour cette nouvelle étude parue dans la revue Advanced Materials, les chercheurs américains se sont spécifiquement penchés sur leur capacité à absorber les chocs.

L’équipe a créé des structures constituées de lamelles inclinées d’ECL disposées symétriquement entre deux supports horizontaux rigides. Cet agencement de base a ensuite été répété sur plusieurs couches, afin d’améliorer la capacité du matériau à dissiper l’énergie.

Une série d’expériences a montré qu’il pouvait résister à des impacts de différentes masses (entre 1,8 et 6,8 kg) à des vitesses allant jusqu’à 35 km/h. Comme on pouvait s’y attendre, un nombre de couches plus important se traduisait par une nette amélioration de ses capacités : les structures à quatre couches, par exemple, présentaient une densité d’absorption d’énergie doublée par rapport à celles n’en comportant qu’une.

— © Will Kirk / Johns Hopkins University

Un vaste éventail d’applications

Selon les auteurs de l’étude, les propriétés exceptionnelles du matériau devraient lui permettre d’absorber efficacement des impacts intervenant à des vitesses plus élevées, ouvrant la voie à son incorporation dans les casques, gilets pare-balles, pare-chocs et autres pièces automobiles et aéronautiques, qui s’avèreraient plus efficaces tout en restant légers.

« Sa capacité d’absorption extrême offre une excellente protection contre un large éventail d’impacts, tandis que sa légèreté promet des équipements de protection plus confortables et pourrait également réduire la consommation de carburant et l’impact environnemental des véhicules », estime Sung Hoon Kang, auteur principal de l’étude.

L’équipe collabore actuellement avec une entreprise réputée afin de développer des casques ultra-légers destinés aux sportifs de haut niveau et aux soldats.

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