Matériaux innovants : les Chinois découvrent une céramique dure mais malléable, parfaite pour les moteurs et les membres artificiels

Des chercheurs chinois ont créé la première substance céramique au monde capable de se plier comme du métal. Ce développement, s'il est objectivement viable, pourrait améliorer les articulations artificielles et les performances des moteurs à combustion.

Chen Kexin, spécialiste des matériaux qui a dirigé la recherche, déclare que le nouveau matériau est pour la première fois aussi dur que la céramique, mais flexible comme le métal, créant des opportunités d'utilisation jamais vues auparavant : "Cette céramique peut apporter des révolutions technologiques dans de nombreuses industries". a déclaré Chen, professeur au département d'ingénierie et de science des matériaux de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.La recherche a été publiée par Science .

Le 27 octobre, Chen et ses collaborateurs de l'Université Tsinghua ont publié leurs découvertes dans la revue Science. Dans un article publié dans le même numéro de Science, Erkka Frankberg de l'Université de Tampere en Finlande a déclaré que la découverte "pourrait conduire à des matériaux plus légers et plus résistants que même les meilleurs alliages métalliques d'aujourd'hui".

« Depuis que j'ai commencé ma carrière il y a 30 ans, des recherches sur la plasticité de la céramique ont été menées dans le monde entier. On peut dire qu'aujourd'hui, nous avons enfin réalisé une percée sur cette question », a déclaré Chen.


Les scientifiques ont utilisé la nanotechnologie avancée pour ce métal, créant des nano-colonnes avec deux formations cristallines différentes à l'aide de nitrure de silicium. Lorsqu'une force extérieure s'exerce sur une structure cristalline, celle-ci peut se transformer en une autre forme, parvenant ainsi à modifier sa morphologie. Le matériau se plie avant de reprendre sa forme d'origine.

Cette substance peut être particulièrement bénéfique pour la création de moteurs d'avions. Les matériaux céramiques sont solides, légers et tolérants à la chaleur. Les moteurs en céramique flexibles pourraient fonctionner à des températures nettement plus élevées et avec un rendement énergétique bien meilleur que les moteurs en alliage typiques.

Un moteur thermique en céramique pourrait se déplacer beaucoup plus rapidement qu'un moteur en alliage car il serait beaucoup plus léger. L'allègement du moteur réduit les contraintes sur les autres composants. Un moteur en céramique peut avoir un réservoir de liquide de refroidissement plus petit en raison de la résistance à la chaleur supérieure des matériaux céramiques par rapport aux alliages. Les températures de combustion plus élevées d'un moteur en céramique pourraient produire plus de poussée et moins de pollution.

Les céramiques au nitrure de silicium peuvent remplacer le métal dans les prothèses articulaires car elles sont biocompatibles, légères et résistantes aux bactéries. La plupart des prothèses articulaires métalliques doivent être remplacées tous les dix ans, ce qui est coûteux et douloureux.

"Les joints artificiels fabriqués avec de la céramique peuvent durer toute une vie après l'implantation", a expliqué Chen.

Chen a également déclaré que le matériau pourrait être utilisé pour fabriquer des roulements, une partie essentielle des éoliennes qui relie le générateur aux pales du ventilateur. La durée de vie de chaque roulement, qui doit supporter plusieurs tonnes de pression lors de son utilisation, conditionne la durée de vie globale du système.

"Notre céramique de nitrure de silicium flexible pourrait être utilisée pour produire des roulements qui durent plus longtemps, réduisant ainsi le coût moyen de l'énergie éolienne", explique Chen.

« Sur la base de nos expériences, il est possible de produire ce matériau céramique flexible à grande échelle. Il y a un avantage de prix évident dans le domaine des équipements haut de gamme », a-t-il ajouté. Ce type de céramique est vraiment un produit révolutionnaire qui promet de changer la technologie pour les années à venir


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L'article Matériaux innovants : les Chinois découvrent une céramique dure mais pliable, parfaite pour les moteurs et les membres artificiels provient de Scénarios économiques .


Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/materiali-innovativi-i-cinesi-scoprono-una-ceramica-dura-ma-pieghevole-perfetta-per-motori-e-arti-artificiali/ le Sat, 26 Nov 2022 11:51:43 +0000.