Une cuirasse à l’épreuve des piranhas inspire une céramique souple

Des chercheurs en biomimétisme s’inspirent d’un poisson d’Amazonie résistant aux dents du prédateur pour créer un matériau souple, qui pourrait avoir de nombreuses applications.

Pirhanas

Plier, mais ne pas rompre. Telle est la clé de nombreux matériaux résistants, depuis le Kevlar jusqu’à la vertigineuse structure de verre et d’acier d’un gratte-ciel. Des chercheurs de l’université de Californie à San Diego en ont désormais un de plus à ajouter à la liste: la céramique souple.

Les actuels matériaux synthétiques robustes et souples sont certes résistants, mais ils ont leurs limites. En quête de nouvelles solutions, les chercheurs de l’UCSD se sont inspirés de l’arapaïma, un poisson du Brésil de plus de 130 kg, qui a la particularité de figurer parmi les rares espèces du royaume animal pouvant cohabiter avec un banc de piranhas affamés.

Ces chercheurs ont découvert que le secret de l’arapaïma réside dans ses écailles. Marc Meyers, professeur en biomimétisme, et ses collègues ont étudié comment l’arapaïma résiste aux piranhas en créant une machine qui enfonce vivement des dents de ce prédateur dans les écailles de l’arapaïma. Après avoir mené différents essais, ils ont découvert que ces écailles laissent partiellement pénétrer les dents de piranha, mais les brisent avant qu’elles ne percent le muscle en-dessous.

Comment cela est-il possible? Une couche supérieure « hautement minéralisée » dotée d’une disposition particulière protège la partie inférieure plus tendre. C’est une formule répandue dans la nature: prendre des matériaux qui, séparément, ne sont pas particulièrement robustes, mais les combiner de telle sorte qu’ils fonctionnent de manière bien supérieure à la somme de leurs parties, depuis nos dents jusqu’à la cuirasse d’une tortue luth.

Les travaux menés sont riches de promesses pour la prochaine génération de céramique souple, qui pourrait inspirer la recherche et le développement pour de nombreuses applications, notamment un gilet pare-balles pour les soldats, des piles à combustible, l’isolation et l’aérospatiale.

« Nous avons produit des matériaux ayant des performances nettement supérieures, mais nous atteignons les limites avec les matériaux synthétiques », explique Marc Meyers. « Aujourd’hui, nous revenons aux matériaux naturels et cherchons à savoir comment fait la nature pour parvenir à un tel résultat. »

Leurs travaux sont publiés dans la revue Advanced Biomaterials.

Auteur : Andrew Nusca

Source : www.smartplanet.fr via Sauve-La-Terre