U.S.Air Force développe du métal liquide qui change de façon autonome la structure

Comme l’a rapporté le United States Air Force Research Laboratory, les scientifiques militaires ont développé un métal liquide de « type Terminator » qui peut changer la structure de manière autonome, comme dans un film hollywoodien.

Les scientifiques ont développé des systèmes de métal liquide pour l’électronique extensible – qui peuvent être pliés, froissés et étirés, une nouveauté considérée comme importante pour la prochaine génération d’appareils militaires.

Les matériaux conducteurs modifient leurs propriétés lorsqu’ils s’étirent. En règle générale, la conductivité électrique diminue et la résistance augmente avec l’étirement.

Le matériau récemment développé par des scientifiques du Laboratoire de recherche de l’Air Force (AFRL), appelé Réseaux de métaux liquides polymérisés, fait exactement le contraire. Ces réseaux de métaux liquides peuvent s’étirer jusqu’à 700%, répondre de manière autonome à cette tension pour maintenir pratiquement la même résistance entre ces deux états, et revenir à leur état d’origine. Tout cela est dû à la nanostructure auto-organisée au sein du matériau qui effectue ces réponses automatiquement.

« Cette réponse à l’étirement est exactement le contraire de ce qui serait attendu », a déclaré le Dr Christopher Tabor, chercheur scientifique principal à l’AFRL sur le projet. «En règle générale, un matériau augmente sa résistance en étant étiré simplement parce que le courant doit traverser davantage de matériau. Expérimenter avec ces systèmes de métal liquide et voir la réponse opposée était complètement inattendu et franchement incroyable jusqu’à ce que nous comprenions ce qui se passait. »

Les câbles qui conservent leurs propriétés dans ces différents types de conditions mécaniques ont de nombreuses applications, comme l’électronique de dernière génération qui s’use. Par exemple, le matériau pourrait être intégré dans un vêtement à manches longues et utilisé pour transférer de l’énergie à travers la chemise et à travers le corps afin que le pliage d’un coude ou la rotation d’une épaule ne modifie pas l’énergie transférée.

Les chercheurs de l’AFRL ont également évalué les propriétés chauffantes du matériau dans un facteur de forme similaire à celui d’un gant thermique. Ils ont mesuré la réponse thermique avec le mouvement soutenu des doigts et ont maintenu une température presque constante avec une tension appliquée constante, contrairement aux chauffages étirés de pointe actuels qui perdent une génération substantielle d’énergie thermique lorsqu’ils sont soumis à des contraintes dues aux changements de résistance.

Ce projet a débuté l’année dernière et a été développé à l’AFRL avec des fonds de recherche fondamentale de l’Air Force Office of Scientific Research. Il est actuellement à l’étude pour développement en partenariat avec des entreprises privées et des universités. Travailler avec des entreprises dans la recherche coopérative est bénéfique car elles prennent des systèmes précoces qui fonctionnent bien en laboratoire et les optimisent pour une expansion potentielle. Dans ce cas, ils permettront l’intégration de ces matériaux dans des textiles pouvant être utilisés pour surveiller et augmenter les performances humaines .

Les chercheurs commencent par des particules individuelles de métal liquide enfermées dans une coquille, qui ressemblent à des ballons d’eau. Chaque particule est chimiquement liée à la suivante par un processus de polymérisation, comme si des maillons étaient ajoutés à une chaîne; De cette façon, toutes les particules se connectent les unes aux autres.

Lorsque les particules de métal liquide connectées se tendent, les particules s’ouvrent et le métal liquide se déverse. Les connexions sont formées pour donner au système à la fois la conductivité et l’extensibilité intrinsèque. Au cours de chaque cycle d’étirement après le premier, la conductivité augmente et revient à la normale. Comme si cela ne suffisait pas, la fatigue n’est pas détectée après 10 000 cycles.

« La découverte de réseaux de métaux liquides polymérisés est idéale pour fournir une puissance extensible, une détection et des circuits », a déclaré le capitaine Carl Thrasher, chimiste de recherche au sein de la Direction des matériaux et de la fabrication de l’AFRL et auteur principal de l’article sur Revue. « Les systèmes d’interface humaine pourront fonctionner en continu, peser moins et fournir plus de puissance avec cette technologie. »

« Nous pensons que c’est vraiment excitant pour une multitude d’applications », a-t-il ajouté. « C’est quelque chose qui n’est pas disponible sur le marché aujourd’hui, nous sommes donc très heureux de le présenter au monde et de le diffuser. »

Rédaction francophone Infos Israel News pour l’actualité israélienne
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