Ce matériau nanoarchitecturé encaisse des impacts supersoniques

Un ensemble d’ingénieurs du MIT et du Caltech de l’ETH Zürich ont développé un nouveau matériau nanoarchitecturé encore plus efficace que le Kevlar pour arrêter un projectile, qui s’annonce très prometteur dans le cadre de gilets pare-balles, boucliers anti-explosion…

Pour ceci, ils ont conçu une structure composée de tétrakaidécaèdres en carbone. Ce nom barbare désigne un polyèdre à 14 faces. Ce nombre pourrait sembler rudement aléatoire, mais il n’en est rien. L’idée ne date pas d’hier; en fait, elle a déjà été proposée dès 1887 par Lord Kelvin, à qui l’on doit la notion de zéro absolu. D’après ses estimations qui se sont révélées correctes, il s’agit de l’une des façons les plus optimales de remplir un espace avec des structures identiques.

Une résistance à toute épreuve

Ils l’ont ensuite bombardée de minuscules boulets de canon de 14µm de diamètre, propulsés jusqu’à 1100 m/s. C’est plus de trois fois la vitesse du son dans l’air, et à peu près la vitesse d’une balle de fusil moderne.

À l’impact, non seulement le matériau a survécu, mais il a démontré des capacités d’absorption hors-norme. Il serait 100% plus résistant que l’acier, et 70% plus résistant que le Kevlar. Lorsque l’on regarde de plus près, le résultat est impressionnant. Au lieu de déchirer le réseau de carbone, le projectile s’est arrêté net : on le retrouve encastré dans les couches supérieures du matériau.

Tout ça grâce au nanoagencement de ce matériau. Au lieu d’être friable comme à l’accoutumée, cet assemblage confère au carbone des propriétés étrangement flexibles et caoutchouteuses, très utile pour répartir au maximum l’énergie cinétique, et lui éviter d’être entièrement pulvérisé.

Peut-être l’un des matériaux antichocs de demain

Extrêmement important, quand on sait que ce matériau pourrait un jour être utilisé dans des équipements de protection. Après tout, la dernière chose qu’on peut souhaiter à un démineur, policier ou militaire, c’est d’être blessé par un shrapnel issu de sa propre armure !

D’après Carlos Portela, qui dirige l’équipe de recherche, la prochaine étape sera d’explorer les propriétés d’autres nanomatériaux dans ces conditions. Il faudra aussi trouver un moyen d’en produire à une échelle industrielle. Car ce matériau pourrait bel est bien servir de base à des matériaux flexibles, mais ultra-résistants, à même de supplanter le Kevlar. Mais aussi d’autres matériaux, partout où il est nécessaire d’absorber des chocs extrêmement violents et localisés.

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