Cet étonnant plastique auto-cicatrisant se répare en 10 secondes

Des chercheurs chinois ont mis au point un nouveau type de plastique aux propriétés étonnantes. Celui-ci est capable de se réparer rapidement dans des conditions difficiles, y compris sous l’eau.

Un matériau aux propriétés impressionnantes

Constatant que la plupart des polymères auto-cicatrisants ne fonctionnaient pas très bien dans certains environnements, Lili Chen et ses collègues de l’université Tsinghua en ont développé un nouveau, qu’ils ont baptisé « Rapid Underwater Self-healing Stiff Elastomer » (RUSSE). Ce « super-plastique » est composé de petits morceaux d’un type de polymère souple utilisé dans certaines peintures, reliés par des chaînes de taille nanométrique d’un polymère plus résistant.

« Les polymères auto-cicatrisants à température ambiante ont généralement une mauvaise stabilité sous l’eau, une faible capacité de régénération et le processus de guérison s’avère lent », explique la chercheuse.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Advanced Functional Materials, l’équipe a testé les propriétés du matériau en l’étirant, le découpant et le frappant avec un marteau. Il s’est avéré que celui-ci pouvait être étiré de 1 400 % sans se rompre, supporter 1 000 fois son propre poids sans changer de forme et se régénérer en 10 secondes seulement lorsqu’il était coupé puis recollé à la main.

Vidéo présentant le matériau

Cela est dû au fait que les molécules qui composent l’un des polymères ont une extrémité chargée négativement et une autre chargée positivement, qui s’attirent et ressoudent le matériau. Après ces dix secondes, ce matériau a lentement regagné sa force structurelle à mesure que d’autres molécules se liaient entre elles, retrouvant presque sa solidité initiale en l’espace de cinq minutes.

Efficace sous l’eau, qu’elle soit salée ou acide

Lorsque les chercheurs ont testé RUSSE dans de l’eau salée, son élasticité et ses capacités d’auto-réparation n’ont été que légèrement altérées, les échantillons coupés retrouvant une résistance de 80 % en cinq minutes seulement. Les résultats des tests dans des solutions acides et basiques étaient similaires, et un échantillon laissé dans l’eau salée pendant un mois a conservé ses propriétés initiales.

Selon les auteurs de l’étude, ce matériau pourrait permettre de réparer les équipements sous-marins en cas d’urgence. « Si les bouteilles à oxygène d’un plongeur se brisent inopinément et que le flux de gaz est interrompu, ce dernier peut mourir en quelques secondes », détaille Chen. « De tels matériaux rigides et à cicatrisation rapide peuvent jouer un rôle important dans ces cas dangereux et urgents. »

RUSSE pourrait également être utilisé comme revêtement des canalisations sous-marines afin de les rendre plus faciles et plus rapides à réparer.

Par Yann Contegat, le 22 octobre 2021