Façon Terminator 2 : un exosquelette en caoutchouc permet à des structures métalliques liquides de conserver leur forme
Des ingénieurs de l’université de Bingham (Etats-Unis) aiment comparer leurs recherches sur les métaux liquides au Terminator de Terminator 2 : le jour du jugement de 1991…
Imaginez qu’il existe un dispositif métallique qui pourrait être transporté tout écrasé en une boule compacte, mais qui » éclorerait » automatiquement dans sa forme utile lorsqu’il est chauffé. Cela pourrait bientôt être possible, grâce à un nouveau réseau/ maillage de métal liquide.
Image d’entête : composée d’un maillage de métal liquide, cette main s’ouvre lorsqu’elle est chauffée. (Pu Zhang)
Dirigée par le professeur Pu Zhang, une équipe de scientifiques de l’université de Bingham à New York a commencé par imprimer en 3D des structures de type maillage à partir d’un métal existant connu sous le nom d’alliage de Field. Nommé d’après son inventeur, le chimiste Simon Quellen Field, l’alliage est constitué d’un mélange de bismuth, d’indium et d’étain. Il fond également lorsqu’il est chauffé à seulement 62 °C, mais se resolidifie ensuite en refroidissant.
En utilisant une combinaison de moulage sous vide et d’une technique connue sous le nom de “conformal coating”, ces réseaux d’alliage ont ensuite été recouverts d’une couche de caoutchouc. Tant que la température ambiante restait inférieure à 62 °C, les structures résultantes restaient rigides.
Cependant, une fois chauffé au-dessus de cette température, l’alliage fondait, mais il était toujours contenu dans la coquille de caoutchouc. Sous cette forme malléable, les structures pouvaient alors être pressées à plat ou autrement déformées. Si elles étaient maintenues sous cette forme pendant que l’alliage se refroidissait et se durcissait, elles conservaient indéfiniment cette forme modifiée.
Mais après avoir été réchauffé à plus de 62°, l’alliage fondait à nouveau. De la même manière qu’un jouet en caoutchouc reprend sa forme initiale après avoir été écrasé, les coques en caoutchouc des réseaux ont pu reprendre leur forme initiale, entraînant avec elles le métal liquide. Une fois refroidi, l’alliage durcissait à nouveau pour retrouver sa forme « correcte ».
Jusqu’à présent, l’équipe a utilisé cette technologie pour créer des objets tels que des réseaux en forme de toile d’araignée, des ballons de football, des alvéoles, et même une main de type Terminator 2 (image d’entête) qui s’ouvre lorsque l’alliage fond. Il est concevable que le maillage puisse également être utilisé dans des applications telles que les trains d’atterrissage des engins spatiaux, qui pourraient absorber l’énergie d’un choc en se déformant, puis reprendre leur forme initiale après avoir été chauffés et refroidis.
Un assortiment de pièces en métal liquide. (Pu Zhang)
Selon Zhang :
Normalement, les ingénieurs utilisent de l’aluminium ou de l’acier pour produire les structures d’amortissement, mais après l’atterrissage sur la Lune, le métal absorbe l’énergie et se déforme. C’est fini, vous ne pouvez l’utiliser qu’une seule fois. En utilisant l’alliage de ce champ, vous pouvez le percuter comme les autres métaux, mais le chauffer ensuite pour lui redonner sa forme. Vous pouvez l’utiliser encore et encore.
L’étude publiée dans la revue Additive Manufacturing : Multifunctional liquid metal lattice materials through hybrid design and manufacturing et présentée sur le site de l’université Bingham : Liquid metal research invokes ‘Terminator’ film — but much friendlier.