La nature inspire constamment les scientifiques dans leur quête d’innovations durables. Une équipe de chercheurs singapouriens vient de mettre au point une méthode révolutionnaire de travail des métaux, s’inspirant des processus biologiques observés chez certains organismes marins. Cette approche novatrice pourrait transformer radicalement l’industrie métallurgique, en offrant des solutions plus respectueuses de l’environnement.
La chitine, deuxième matériau organique le plus abondant sur Terre, se trouve dans de nombreux organismes, des crevettes aux champignons en passant par les coquillages. Ses caractéristiques uniques, notamment sa légèreté et sa résistance, en font un sujet d’étude privilégié pour les ingénieurs en quête de matériaux innovants.
Comme l’a souligné le professeur associé Javier Fernandez, de l’Université de Technologie et de Design de Singapour (SUTD) : «La nature fonctionne selon un paradigme de rareté et trouve des solutions sans accès à des sources d’énergie intense ou au transport de matériaux». Cette observation a conduit son équipe à explorer les possibilités offertes par la chitine dans le domaine de la métallurgie.
Une approche biologique du travail des métaux
Les chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode de travail des métaux inspirée des processus naturels. Leur étude, intitulée «Une approche biologique du travail des métaux basée sur les colloïdes et composites chitineux», a été publiée dans la revue Matériaux fonctionnels avancés.
Contrairement aux techniques traditionnelles de métallurgie qui nécessitent des températures et des pressions élevées, la méthode développée par l’équipe de Javier Fernandez s’effectue dans des conditions ambiantes. Le professeur a précisé : «En versant des particules métalliques dans de la chitosane dissoute et en les laissant ‘sécher’, nous pouvons former des pièces métalliques massives sans les contraintes de la fusion».
Bien que les composites chitométalliques obtenus ne présentent pas une grande résistance mécanique, ils possèdent une bonne conductivité électrique et peuvent être imprimés en 3D. Ces propriétés ouvrent la voie à de nombreuses applications dans l’industrie électronique, notamment pour la fabrication de composants non porteurs ou d’électrodes de batterie.
Le professeur Fernandez a aussi indiqué : «Cette technologie ne remplace pas les méthodes traditionnelles mais permet de nouvelles méthodes de production complémentaires». L’équipe a d’ores et déjà déposé un brevet pour cette méthode de fabrication innovante.
Vers une électronique biodégradable
Les chercheurs travaillent actuellement sur le développement de composants électroniques 3D biodégradables. Cette avancée pourrait révolutionner l’industrie électronique en proposant des méthodes de production plus efficaces et plus durables.
L’approche biologique du travail des métaux développée par l’équipe du professeur Fernandez illustre comment l’observation de la nature peut conduire à des innovations majeures dans le domaine industriel.
Légende illustration : Réplique métallique de la tête d’une abeille (Apis mellifera), créée à température et pression ambiantes, selon les mêmes principes que ceux utilisés par les insectes pour former leur exosquelette. – Credit : SUTD
Article : ‘A biological approach to metalworking based on chitinous colloids and composites’ / ( 10.1002/adfm.202406800 ) – Singapore University of Technology and Design – Publication dans la revue Advanced Functional Materials / 24-Jul-2024
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