La science a découvert un métal qui parvient à se réparer, et cela pourrait signifier le début d'une nouvelle révolution

La science vient de faire une découverte qui pourrait changer le cours de l'industrie, du monde automobile et de l'ingénierie : un métal qui a réussi à se réparer.

Des chercheurs des Sandia National Laboratories et de la Texas A&M University ont pour la première fois observé des morceaux de métal se fissurer puis fusionner sans intervention humaine.

Moteurs, infrastructures, appareils électroniques... éternels ?

Photo : Dan Thompson. Le vert marque l'endroit où une fissure s'est formée puis a fusionné à nouveau. Les flèches rouges indiquent la direction de la force de traction qui a déclenché inopinément le phénomène.

Comme l'explique le département de recherche du gouvernement américain, le fait que les fissures microscopiques détectées disparaissent spontanément "pourrait marquer le début d'une révolution technique, une révolution dans laquelle les moteurs, les ponts et les avions pourraient inverser les dommages causés par l'usure, les rendant plus sûrs et plus durables".

La répétition des mouvements provoque une usure des machines qui finit par les casser ; Bien que la fissure que les scientifiques ont vue disparaître ne faisait que quelques nanomètres, il s'agit d'une découverte cruciale. Oui, il est vrai que les scientifiques ont créé des matériaux plastiques auto-cicatrisants, mais rien de tel.

Au départ, les chercheurs avaient uniquement l'intention d'évaluer comment les fissures se formaient et se propageaient à travers un morceau de platine à l'échelle nanométrique en utilisant une technique de microscope électronique spécialisée qu'ils avaient développée, pour tirer à plusieurs reprises les extrémités du métal 200 fois par seconde.

Étonnamment, environ 40 minutes après le début de l'expérience, une extrémité de la fissure a fusionné comme si elle revenait sur ses pas, ne laissant aucune trace de la blessure précédente. Au fil du temps, la fissure a repoussé dans une direction différente.

Photo : Craig Fritz. Le chercheur des Sandia National Laboratories, Ryan Schoell, utilise une technique de microscope électronique à transmission spécialisée développée par Khalid Hattar, Dan Bufford et Chris Barr pour étudier les fissures de fatigue à l'échelle nanométrique.

"Ce que nous avons confirmé, c'est que les métaux ont leur propre capacité intrinsèque et naturelle à se guérir, du moins dans le cas de dommages de fatigue à l'échelle nanométrique", a déclaré Brad Boyce, scientifique des matériaux chez Sandia.

Des moteurs de nos véhicules aux joints de soudure de nos appareils électroniques en passant par les ponts sur lesquels nous roulons, ces structures échouent souvent de manière imprévisible en raison d'une charge cyclique entraînant l'initiation de fissures et éventuellement une fracture.

"Lorsqu'ils échouent, nous devons faire face aux coûts de remplacement, au temps perdu et, dans certains cas, même aux blessures ou aux pertes de vie. L'impact économique de ces échecs se mesure en centaines de milliards de dollars chaque année pour les États-Unis", explique Boyce.

De nombreuses recherches restent à faire sur le processus d'auto-guérison et s'il deviendra un outil pratique dans un environnement de fabrication, comme cela a été observé sur des métaux nanocristallins dans le vide et non sur des métaux conventionnels dans l'air.

C'est pourquoi l'investissement dans la recherche scientifique est si important.