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Le matériau en céramique durable ultra-léger résiste à des températures extrêmes

Le matériau en céramique durable ultra-léger résiste à des températures extrêmes


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Des chercheurs de l'UCLA, en collaboration avec huit autres instituts de recherche, ont créé un nouvel aérogel en céramique qui est si léger qu'il peut reposer sur une fleur mais si durable qu'il peut avoir des applications dans l'espace. Le matériau peut résister aux températures extrêmes et aux pics de température souvent observés dans les missions spatiales.

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Une architecture unique

"La clé de la durabilité de notre nouvel aérogel en céramique est son architecture unique", a déclaré le directeur de l'étude Xiangfeng Duan, professeur de chimie et de biochimie à l'UCLA. "Sa flexibilité innée lui permet de résister aux chocs de chaleur et de température extrêmes qui provoqueraient l'échec d'autres aérogels céramiques."

Le nouvel aérogel en céramique présente une composition atomique unique et une structure microscopique qui le rendent très élastique. Lorsqu'il est chauffé, le matériau se contracte perpendiculairement à la direction dans laquelle il est comprimé, ce qui le rend plus flexible que les autres aérogels céramiques actuels.

Le nouvel aérogel peut être comprimé pour 5 pour cent de son volume d'origine, puis récupérez par opposition au 20 pour cent réalisable par ses homologues actuels. La plupart des aérogels céramiques actuels sont très fragiles et ont tendance à se fracturer après une exposition répétée à des variations de température extrêmes.

Le nouvel aérogel en céramique n'a pas ces limitations. Dans les tests, il a résisté à des centaines d'expositions à des changements de température soudains et extrêmes allant de moins 198 degrés Celsius à 900 degrés au-dessus de zéro en quelques secondes.

Il peut également résister à une exposition à long terme à des températures extrêmes. Après avoir été exposé pendant une semaine entière à1400 degrés Celsius, il a perdu moins de 1 pour cent de sa résistance mécanique.

La raison de cette durabilité est que le matériau se contracte lorsqu'il est chauffé tandis que ses homologues actuels se dilatent dans les mêmes conditions.

Les chercheurs ont également développé l'aérogel avec ce qu'ils appellent des «murs» intérieurs. Ces murs sont constitués d'un renfort créé avec une structure à double vitrage. L'ajustement diminue le poids du matériau tout en augmentant ses capacités isolantes. Et puisque le matériel est déjà99 pour cent air par volume, il est évidemment très léger

Adapté pour une utilisation dans d'autres matériaux

Duan pense que le processus de son nouvel aérogel pourrait être reproduit et adapté pour une utilisation dans d'autres matériaux ultra-légers.

"Ces matériaux pourraient être utiles pour l'isolation thermique des engins spatiaux, des automobiles ou d'autres équipements spécialisés", a-t-il déclaré. "Ils pourraient également être utiles pour le stockage d'énergie thermique, la catalyse ou la filtration."

L'étude a été publiée dansScience.


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