Compresser des nanotubes pour en faire des mousses super élastiques

Les nanotubes de carbone attirent les chercheurs depuis leur découverte en 1991, parqu'ils offrent les avantages d'une forte résistance et d'un poids peu élevé. Une nouvelle étude suggère qu'ils peuvent également se comporter comme des ressorts super compressibles, ouvrant la porte à l'élaboration de matériaux analogues à de la mousse, utilisables pour toute application où robustesse et flexibilité sont nécessaires, des gobelets à café jetables à la protection des navettes spatiales.


Ces travaux, parus dans la revue Science du 25 novembre, montrent que des films alignés de nanotubes de carbone "muliti-paroi" peuvent se conduire comme un matelas à ressorts, en fléchissant et rebondissant en réponse à l'application d'une force. Mais à la différence d'un matelas, qui peut perdre son élasticité, cette mousse conserve sa résistance aux chocs même après des milliers de cycles de compression.

Les nanotubes de carbone sont très robustes. Mélangés à des matériaux conventionnels, ils améliorent déjà la performance du béton et d'autres produits. Ils laissent également entrevoir des propriétés électriques et magnétiques utiles en électronique.


Dans les mousses actuelles, résistance et flexibilité sont des propriétés antagonistes: quand l'une est élevée, l'autre doit être faible. Ce n'est pas le cas avec les nanotubes de carbone. Ils peuvent être comprimés à moins de 15 pour cent de leurs longueurs initiales en se pliant comme des ressorts. Après chaque cycle de compression, ils se déplient et se rétablissent, ce qui produit un amortissement intense.

L'épaisseur de la mousse de nanotubes diminue légèrement après plusieurs centaines de cycles, mais reste stable ensuite, même jusqu'à 10.000 cycles. En comparaison avec une mousse conventionnelle conçue pour supporter de grandes contraintes, la mousse de nanotubes récupère très rapidement et, selon les chercheurs, sa résistance à la pression devient même plus élevée. Au cours des expériences, la mousse ne s'est jamais déchirée, ni effondrée.

Leurs propriétés spectaculaires ne s'arrêtent pas là. Les nanotubes sont également stables face à des environnements chimiques extrêmes, à des températures élevées et à l'humidité, ce qui ajoute un certain nombre d'applications potentielles, des systèmes électromécaniques flexibles aux enduits absorbeurs d'énergie.