4.3K Partages

Lorsque l’on évoque des alliages de métaux liquides dynamiques, les fans de science-fiction pensent tout de suite à la franchise des films Terminator, où les fameux T-1000 sont capables de se liquéfier et se reconstituer à volonté. Même si des Terminators polymimétiques ne sont pas à l’ordre du jour, une équipe de chercheurs a récemment créé un alliage de métal liquide avec une densité inférieure à celle de l’eau. Ce matériau dynamique pourrait être utilisé pour mettre au point des robots recombinants ou des exosquelettes de nouvelle génération.

Un alliage de métal liquide moins dense que l’eau a été fabriqué en injectant des billes de verre dans le matériau — et il pourrait être utilisé pour fabriquer des exosquelettes légers ou des robots transformables. Comme le mercure, qui a le point de fusion le plus bas des métaux purs à -38.83 °C, les alliages de métaux liquides ne se solidifient pas à température ambiante.

Ils sont également eutectiques, ce qui signifie qu’ils fondent à une température inférieure aux points de fusion individuels des métaux à partir desquels ils sont fabriqués. Le matériau est décrit dans une étude publiée dans la revue Advanced Functional Materials.

Un alliage métallique liquide d’une densité inférieure à l’eau

Jing Liu de l’Université Tsinghua en Chine et ses collègues ont créé un tel matériau en mélangeant du gallium pur et de l’indium pour créer un alliage de métal liquide avec un point de fusion de 15.7 °C. Pour diminuer sa densité, ils ont injecté de minuscules bulles de verre remplies d’air dans le liquide. Les perles en vrac, qui avaient 75 micromètres de diamètre ou moins, se sont regroupées dans le mélange. L’oxygène se mélange au métal liquide, ce qui aide les perles de verre à rester suspendues.

billes alliage

(A et B) : structure des billes de verre. (C) : mise en perspective de la masse de l’alliage GB-eGaIn. (D) : morceau de GB-eGaIn sous forme solide. Crédits : Bo Yuan et al. 2020

Ces billes ont diminué la densité de l’alliage gallium-indium jusqu’à 97% sans altérer ses autres propriétés — il possède une conductivité électrique élevée et peut être façonné et déformé sans se briser. Selon la taille des billes de verre utilisées, la densité du liquide variait entre 0.45 gramme par centimètre cube — moins de la moitié de la densité de l’eau — et 2.01 grammes par centimètre cube.

Cliquez ici pour supprimer les publicités.
alliage eau

Propriété de flottabilité de l’alliage GB-eGaIn en formes planes et tridimensionnelles. Crédits : Bo Yuan et al. 2020

Un matériau dynamique entièrement modelable

Selon leur étude, l’alliage GB-eGaIn peut être moulé en feuilles minces en raison de sa forte adhérence. La feuille peut être enroulée ou pliée facilement et transformée en structure 3D par pliage, découpe ou assemblage.

Sur le même sujet : Découverte d’un nouvel état de la matière : les paires de Cooper métalliques

La feuille GB-eGaIn fonctionne également bien en transition de phase. En contrôlant la régulation de la température, elle peut facilement basculer entre un état complètement liquide et un objet métallique rigide. Les résultats ont montré la capacité du GB-eGaIn à construire des composants fonctionnels à température ajustée.

alliage dynamique

L’alliage GB-eGaIn peut être roulé, plié, solidifié, façonné et modelé de différentes manières. Crédits : Bo Yuan et al. 2020

Ces caractéristiques le rendent idéal pour fabriquer des exosquelettes qui ne sont pas trop lourds pour une utilisation pratique, ou des robots flexibles qui pourraient se transformer en fonction de la température. Cela pourrait être également utile pour contrôler la flottabilité des appareils sous-marins. L’équipe prévoit de tester l’effet de l’utilisation de différentes variantes de perles, telles que des perles de verre avec un vide à l’intérieur au lieu de l’air, ou des perles en plastique.

Sources : Advanced Functional Materialsnt

alliage metal liquide

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.

4.3K Partages
4.3K Partages
Partager via
Copier le lien