Un minuscule logo de l’université de Stanford, imprimé en 3D à partir du nouveau matériau.
La technologie d’impression 3D est utilisée non seulement pour construire des objets aussi grands que des maisons, mais aussi aussi petits que des flocons de neige. Un nouveau matériau permet à ces derniers d’être beaucoup plus résistants que jamais, et d’être imprimés beaucoup plus rapidement.
Mis au point par des scientifiques de l’université de Stanford, ce matériau composite est principalement destiné à être utilisé dans des structures en forme de treillis à l’échelle nanométrique servant à protéger de minuscules composants sous-jacents (comme ceux de l’électronique). Il se compose d’une résine polymère associée à de minuscules amas d’atomes de métal, appelés nanoclusters métalliques.
Dans un procédé existant connu sous le nom de lithographie à deux photons, un laser est projeté dans le mélange de résine liquide. Lorsque le centre du faisceau frappe l’un des nanoparticules, une réaction chimique se produit, entraînant le durcissement de la résine dans cette zone spécifique. Par conséquent, en déplaçant avec précision le faisceau laser dans la résine, il est possible de fabriquer des objets très petits et très complexes.
Lorsque des treillis imprimés à partir de ce matériau particulier ont été testés, ils se sont révélés capables d’absorber deux fois plus d’énergie que les treillis imprimés à partir d’autres matériaux couramment utilisés. Selon le type de treillis fabriqué à partir du nouveau composite, certains excellaient à supporter une lourde charge sans se déformer, tandis que d’autres excellaient à s’écraser pour absorber les impacts, puis à reprendre leur forme initiale sans être endommagés.
En prime, lors de l’impression des treillis, les nanoclusters métalliques ont permis à la réaction chimique de se produire beaucoup plus rapidement que dans d’autres matériaux utilisant différents types de molécules photosensibles. Cet effet a été constaté même lorsque plusieurs polymères différents ont été utilisés dans le composite – dans un cas, lorsqu’un polymère à base de protéines a été utilisé, les articles ont pu être imprimés 100 fois plus rapidement que ce qui avait été possible auparavant avec de tels polymères.
« La conception de différents types de structures 3D pour leurs performances mécaniques suscite actuellement un grand intérêt », a déclaré le professeur adjoint Wendy Gu, auteur correspondant d’un article sur la recherche. « Ce que nous avons fait en plus de cela, c’est développer un matériau qui résiste vraiment bien aux forces, donc ce n’est pas seulement la structure 3D, mais aussi le matériau qui fournit une très bonne protection. »
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo6997
https://news.stanford.edu/press-releases/2022/11/17/new-nanoscale-3dtural-protection/
