Plus résistant que le carbone et le kevlar, quel est ce nouveau matériau révolutionnaire ?

Une petite révolution est en route dans le secteur de la nanotechnologie et elle porte un nom : le carbure de silicium amorphe.

Dans la recherche et le développement de matériaux inédits, la nanotechnologie joue aujourd'hui un rôle prépondérant. Elle permet de découvrir de nouvelles propriétés physiques de certains matériaux (comme la propension fortement isolante de la mousse de graphène par exemple) ou d'en développer des plus légers et résistants. Parmi ces matériaux très avancés, un petit nouveau fait son apparition : le carbure de silicium amorphe (a-SIC). Les capacités extraordinaires de ce dernier viennent d'être démontrées par Richard A. Norte au sein de l'Université de Delft (Pays-Bas).

A la source de sa force : une structure unique

Si on connaît le diamant pour sa grande résistance, il la doit principalement à la régularité atomique de sa composition, comparable à des Legos soigneusement agencés. Pour le a-SIC, c'est tout l'inverse ! Son agencement atomique est aléatoire ; une particularité qui, loin de diminuer sa résistance, au contraire la renforce. Norte explique : « en fait, le carbure de silicium amorphe témoigne de la force qui émerge d’un tel hasard  ».

Si tous les matériaux amorphes ont une structure irrégulière, le a-SIC se distingue particulièrement de ceux-ci en raison d'une polyvalence d'usage assez remarquable. Il ne craint ni la corrosion, ni l'usure mécanique et il est de plus facile à produire à grande échelle.

Des performances testées et approuvées

L'équipe travaillant avec Norte a mis le a-SIC à l'épreuve grâce à un protocole assez précis afin d'évaluer sa résistance à la traction. Ces tests plutôt extrêmes sont réservés aux matériaux connus comme les plus résistants. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Advanced Materials et sont plutôt incroyables.

Le a-SIC est capable de résister à une traction de 10 GigaPascals, ce qui équivaut à « une limite d’élasticité 10 fois supérieure à celle du kevlar ». Pour vous donner un ordre d'idée, il est possible d'imaginer une petite expérience amusante. Mettons qu'on construise une porte classique de maison en a-SIC ( d'une surface de 1,6 m²), et qu'on souhaite la détruire avec un treuil tracté par plusieurs voitures basiques d'un poids de 1 500 kg chacune. Pour parvenir à bout de cette porte, il faudrait l'équivalent de la force produite par plus d'un million de ces véhicules. Un calcul hypothétique et simplifié, mais qui démontre la prouesse de ce matériau, faisant de lui un candidat de choix pour de nombreuses applications.

Possibilités d'applications

Grâce à sa solidité, ce matériau est un candidat de choix dans de nombreux domaines : informatique quantique, aérospatiale, technologie solaire ou de détection. En plus de sa robustesse hors du commun, le a-SIC est doté de propriétés mécaniques également exceptionnelles potentiellement exploitables dans le cadre de l'isolation vibratoire dans les micropuces. Un aspect extrêmement important lorsqu'il est question d'appareils électroniques ou informatiques de haute précision. Moins ces appareils vibrent, plus ils sont précis, fiables et moins leurs composants sont exposés à l'usure mécanique.

« Avec l’émergence du carbure de silicium amorphe, nous nous trouvons au seuil d’une recherche sur les micropuces débordant de possibilités technologiques » explique Norte. L'a-SIC est une découverte rare dans le domaine de la science des matériaux et sa combinaison unique de propriétés ouvre un très vaste champ de possibilités. Tout d'abord dans des secteurs très spécialisés, mais potentiellement dans notre vie quotidienne à l'avenir.

Sources : Trust My Science, Techniques Ingénieur, Advanced Materials