Les scientifiques ont fabriqué un matériau puissant qui n’existe pas sur Terre

C’est curieux
Il y a 5 mois

Nous sommes aujourd’hui arrivés à un point du développement scientifique où nous pouvons tout simplement inventer des matériaux qui n’existent pas naturellement sur Terre. Une équipe de scientifiques à l’origine de cette incroyable percée a réussi à assembler une substance qui n’avait été trouvée, jusqu’à présent, que dans des météorites.

Ce matériau — appelé Tétrataénite — est un mélange de deux métaux : le nickel et le fer. Bien sûr, nous avons beaucoup de nickel et de fer ici même sur notre planète, mais pas dans cette combinaison précise. La différence est que lorsque ces deux métaux voyagent dans l’espace dans les météorites, ils se refroidissent au cours des millions d’années de leur voyage. On peut imaginer une météorite comme une machine à laver flottante qui ne s’arrêterait jamais de fonctionner ; elle continue à faire tourner les matériaux à une température très basse. Ce sont ces conditions qui ont permis de créer la tétrataénite. Mais en quoi ce matériau est-il si intéressant ?

Il s’avère que cette substance unique est extrêmement utile pour créer des aimants. Mais pas n’importe lesquels ; des aimants haut de gamme, aussi appelés aimants permanents. Ils sont utilisés dans beaucoup d’engins sophistiqués de nos jours, comme par exemple les véhicules électriques ou même les navettes spatiales.

Tu sais peut-être que les aimants sont des pièces cruciales dans de nombreux appareils que nous utilisons aujourd’hui, surtout dans ceux qui doivent transformer l’énergie électrique en un mouvement. Des objets comme les horloges électriques, dont les aiguilles doivent constamment bouger pour donner l’heure, ou les voitures, qui ont besoin d’une source d’énergie pour faire tourner leurs roues afin que le véhicule se déplace. Le problème est que la plupart de ces aimants sont assez faciles à produire et assez bon marché, mais ils ne sont pas très puissants.

Dans les appareils technologiquement avancés, comme les navettes spatiales, il faut des aimants plus puissants. Ils doivent résister à des températures et des quantités de pression extrêmes pendant de longues périodes. Prenons l’exemple des navettes spatiales. Tout ce que nous envoyons dans l’espace doit nécessiter le moins d’entretien possible. Pourquoi ? Parce que chaque fois qu’un appareil a besoin d’être réparé, il devra faire un aller-retour sur Terre. Cela peut devenir extrêmement coûteux et même dangereux, surtout lorsque des astronautes sont à bord.

Pour qu’un aimant devienne permanent, il doit contenir quelque chose de spécial : une terre rare. Cela peut sembler sortir d’un livre de science-fiction, mais la réalité est en fait assez simple : les éléments de terres rares sont un ensemble de 17 éléments métalliques. Ils figurent dans le tableau périodique — tu sais, ce fameux tableau de ton cours de chimie qui contient un tas d’éléments dont tu n’as pour la plupart jamais entendu parler. Quels que soit ton ressentiment envers la chimie au lycée, ces éléments sont très importants puisqu’ils sont utilisés dans plus de 200 produits de nos jours. Il y en a même plein chez toi ! Pour ne citer que quelques appareils, ils sont présents dans ton téléphone portable, le disque dur de ton ordinateur, ton écran plat ou même ta télévision. Tu pourrais même avoir ces éléments dans ta voiture si tu en as une électrique ou hybride. La plupart du temps, ils ne se trouvent qu’en très petites quantités dans ces appareils. Mais sans eux, ils ne fonctionneraient pas.

C’est là que la tétrataénite pourrait s’avérer utile. C’est un assez bon candidat pour remplacer ces éléments de terres rares. Pourquoi faudrait-il les remplacer ? Pour commencer, et comme leur nom l’indique, parce qu’ils sont plutôt rares ! Mais aussi parce qu’ils sont coûteux à extraire et à transformer. La plupart du temps, les éléments rares ne se trouvent pas seuls dans la nature. Ils sont combinés avec d’autres éléments, et les isoler demande beaucoup de temps et d’efforts. Si ce nouvel élément pouvait être développé synthétiquement dans les laboratoires, cela pourrait signifier moins de difficultés à l’avenir pour développer de nouvelles technologies plus avancées.

Les scientifiques viennent aussi d’inventer le matériau le plus noir du monde. C’est un pigment qui peut facilement confondre tes yeux. Tu ne pourras pas déterminer sa forme ni son aspect en le regardant. Il s’appelle Vantablack, et il est composé de nanotubes de carbone. Ils absorbent 99,96 % de toute la lumière qui frappe leur surface. À titre de comparaison, toute autre surface noire standard, comme celle de ton pull, d’un mur ou de tout ce que tu peux imaginer, peut absorber entre 95 et 98 % des rayons lumineux.

On comprend pourquoi les gens décrivent ce matériau comme un trou noir. Il est magnifique à regarder, bien sûr, mais porter des vêtements recouverts de Vantablack ne serait pas une si bonne idée. En effet, la forme du corps humain deviendrait totalement invisible, et tu finirais par avoir l’air bidimensionnel. Il y a aussi le “blanc le plus blanc” du monde, mais il peut être trouvé naturellement. Et on le doit à un insecte plutôt cool : le scarabée Cyphochilus. Il est considéré comme un parasite en Asie du Sud-Est, mais ses écailles blanches peuvent être plus brillantes que toute autre surface blanche trouvée dans la nature. Les scientifiques ont soigneusement étudié cette créature et ont inventé un nouveau type de revêtement superblanc.

La substance qu’on y trouve s’appelle la chitine — un composé chimique étroitement lié au glucose. Elle reflète très bien la lumière. La plupart des produits blancs que nous trouvons aujourd’hui dans les magasins, comme la crème solaire ou le dentifrice, contiennent des particules spéciales qui reflètent beaucoup de lumière. Mais dans la plupart d’entre eux, ces particules sont du dioxyde de titane ou de l’oxyde de zinc.

Tu veux savoir à quel point ce nouveau pigment blanc est puissant ? Si tu as déjà dû peindre un mur en blanc, tu sais que tu dois appliquer plusieurs couches pour qu’il ait l’air immaculé. Mais si tu le peins avec ce revêtement super blanc, tu n’auras besoin que d’une couche aussi fine qu’une mèche de cheveux ! Ce produit chimique n’est pas encore disponible pour une utilisation commerciale, mais une fois que les scientifiques auront fini de le tester dans différents environnements, on pourrait commencer à le voir apparaître dans les cosmétiques ou même dans les aliments.

Une équipe de l’Université de Chicago a inventé un type de plastique qui se comporte davantage comme un métal ! Du moins, si on considère une caractéristique en particulier : la capacité à conduire l’électricité. Les chercheurs n’ont pas de théorie claire sur la raison pour laquelle cela fonctionne si bien ; mais les molécules de ce plastique inhabituel sont mélangées d’une manière qui conduit l’électricité de façon similaire à celle des métaux. Avant cette découverte, les métaux étaient les seuls matériaux utilisés dans les circuits.

Pour que le courant électrique circule dans un appareil, il doit passer par un certain matériau. Or le plastique ordinaire ne permet pas à l’électricité de le traverser. C’est pourquoi le plastique est la plupart du temps utilisé comme isolant — sa fonction est de nous protéger des décharges lorsque nous touchons un appareil électrique. Cette découverte est importante car elle pourrait nous mener à encore plus de matériaux qui conduisent l’électricité mais qui sont plus faciles à façonner. Contrairement au plastique, les métaux sont généralement plus rigides et nécessitent un traitement spécial pour fonctionner correctement à l’intérieur d’un circuit électrique.

Et maintenant, que dirais-tu d’un matériau artificiel qui agit comme s’il était vivant ? Les spécialistes de l’Université de Cornell l’ont inventé aussi ! Et qu’est-ce que ce matériau a de spécial ? Pour commencer, il présente les trois composantes clés de tout organisme vivant : le métabolisme, l’auto-assemblage et l’organisation.

Mais il n’est pas vivant, même s’il ressemble à de la bave en mouvement. En fait, il est fait de polymères spéciaux, qui sont organisés en chaînes et peuvent grandir et changer de taille. En gros, ils donnent à ce matériau des propriétés semblables à l’ADN. Les chercheurs ont appelé l’ensemble du projet DASH. Une série de produits chimiques impliqués dans la fabrication de ce matériau peut transformer son environnement extérieur en énergie, tout comme le fait notre corps. Pas d’inquiétude, les scientifiques ne cherchent pas à créer des cyborgs ressemblant à des humains, et ce matériau n’est pas techniquement vivant. Mais ils cherchent à étendre les recherches actuelles pour créer des matériaux qui peuvent se régénérer et, ainsi, réduire les déchets. Les informations avec lesquelles il est préprogrammé — qui sont similaires à l’ADN humain — sont une sorte de feuille d’instructions préétablies. Elle permet au matériau de savoir comment se comporter et ce qu’il doit faire lorsqu’il est sous pression. Les scientifiques qui travaillent sur ce projet espèrent qu’un jour, ces types de matériaux pourront même être auto-répliqués.

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