Si nous pensons aux matériaux qui composent a armure de nouvelle génération, deux des caractéristiques que celles-ci devraient présenter sont leur légèreté et leur forme mince. Les scientifiques font beaucoup de progrès à cet égard. Le dernier exemple se trouve au Massachusetts Institute of Technology, où des scientifiques ont développé grâce à une ingénierie nanométrique avancée un matériau qui est plus efficacement que le kevlar et l'acier.
Le point de départ de ce matériau était une résine photosensible, qui a été traitée avec des lasers pour former un motif en treillis composé de points microscopiques répétés. Le matériau a ensuite été placé dans une chambre à vide à haute température, provoquant la transformation du polymère en un carbone ultra-léger qui ressemble à des mousses conçues pour absorber les chocs.
Complexe mais efficace
Bien que le carbone soit souvent cassant, l'arrangement et la petite taille des points dans le matériau de nanoarchitecture donne une architecture caoutchouteuse dans laquelle la flexion domine. L'équipe du Massachusetts a découvert que les propriétés de ce matériau pouvaient être modifiées en ajustant son architecture.
Jusqu'ici , seule la réponse du carbone dans un état de déformation lente est connue, alors qu'il est supposé que son application dans le monde réel ne devrait pas être déformée lentement.
Pour réaliser les expériences d'impact, divers objets étaient impliqués tels comme un verre recouvert d'un film d'or et de particules d'oxyde de silicium sur une face. En appliquant un laser ultra-rapide à cet objet, un gaz à expansion rapide est formé qui envoie les particules voler de la surface vers la cible. L'ajustement de la vitesse du laser ajuste la vitesse des projectiles, permettant aux scientifiques d'expérimenter avec différentes plages de vitesse , ce qui est idéal pour leurs études sur le nouveau matériau de cette armure.
L'importance du carbone
Dans ces tests, des tests ont été effectués avec vitesses supersoniques (de 40 à 1,100 XNUMX mètres par seconde). Des caméras à haute vitesse ont été utilisées pour capturer le maximum de détails des impacts pour l'étude. Différentes conceptions de points de carbone avec différentes épaisseurs ont également été testées pour permettre à l'équipe de découvrir la conception optimale pour que les particules s'incrustent dans le matériau plutôt que de le traverser.
L'équipe a réussi à montrer que le matériau absorbe beaucoup d'énergie en raison du mécanisme de compactage par impact des points de carbone nanométriques. Ils ont également confirmé que ce matériel est plus mince qu'un cheveu humain, il pourrait donc absorber les impacts plus efficacement que d'autres matériaux tels que l'aluminium, l'acier ou le Kevlar. Si l'objectif de ce nouveau matériau est élargi, une armure plus solide et plus légère que celle fabriquée avec des matériaux traditionnels sera obtenue.
De plus, cette étude pourrait être le début de champ de défense pour concevoir des matériaux ultralégers résistants aux chocs tels que des boucliers résistant aux explosions, des revêtements protecteurs ou des matériaux de blindage.
