Des micro-fissures pour un vitrage 200 fois plus résistant
Paradoxalement, c’est en affaiblissant le verre avec des micro-fissures qu’on le rend plus résistant. C’est ce qu’on annoncé des chercheurs de l’université canadienne McGill à la revue Nature Communications. Soigneusement réparties sur la surface du verre, les micro-fissures effectuées au laser permettent au verre de mieux résister aux chocs en se déformant avec une plus grande amplitude qu’un verre classique.
La nature est à l’origine de cette trouvaille, en effet les chercheurs ont trouvé leur inspiration dans les dents, les coquilles de mollusques, la nacre, ainsi que les os. Chacun de ses éléments est constitué de minéraux très fragiles dans leur état naturel et sont pourtant bien plus résistants que les verres et céramiques industrielles.
L’étude indique par exemple que la nacre serait 3000 fois plus résistante que le minéral dont elle est constituée. Les couches de minéraux qui forment la structure de la nacre sont séparés par des « interfaces faibles ». Des espaces « vides » qui permettent d’absorber les chocs en se déformant sous la pression.
A l’aide d’un laser, les chercheurs ont imité la structure de la nacre sur des lames de verre en créant des fissures microscopiques, un millième de millimètre, semblables à des vagues.
Par exemple un verre traditionnel va se briser en mille morceaux en tombant au sol, mais grâce à ce procédé directement inspiré de la nature, le verre offrira une meilleure résistance et aura une plus grande amplitude de déformation avant de se briser. Les scientifiques assurent que le verre bio-inspiré peut se déformer de 5% avant de se briser, contre 0,1% pour un verre ordinaire.
Cette technologie pourrait s’avérer très utile pour une utilisation à grande échelle, notamment au niveau des vitres pare balles ou des vitres contre les effractions. Le procédé est également à l’étude pour équiper les verres de lunettes, ainsi que les écrans tactiles de téléphones.
La nature à encore beaucoup de choses à nous apprendre, des tests sont en cours pour appliquer ce procédé à d’autres matériaux que le verre.