Seashell Armor Pourrait Offrir Une Protection Transparente Aux Troupes

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Selon des chercheurs, la nouvelle armure transparente destinée à protéger les troupes américaines sur le champ de bataille pourrait s’inspirer de la structure des coquillages.

Selon des chercheurs, la nouvelle armure transparente destinée à protéger les troupes américaines sur le champ de bataille pourrait s’inspirer de la structure des coquillages.

Les scientifiques aimeraient développer des matériaux résistants, durs et légers pour des applications telles que les gilets pare-balles. Les chercheurs cherchent de plus en plus à créer des matériaux imitant les structures naturelles, une stratégie connue sous le nom de biomimétique.

"Nous étudions depuis longtemps les exosquelettes naturels comme source d'inspiration pour la mise au point de systèmes de protection sophistiqués", a déclaré Christine Ortiz, auteure de l'étude, chercheuse en matériaux au Massachusetts Institute of Technology.

Pour développer la nouvelle armure, Ortiz et sa collègue Ling Li ont enquêté sur l'huître à carreaux, Placenta placenta. Ils étaient particulièrement intéressés par ce mollusque, car il possède une coquille permettant à 80% de la lumière visible de le traverser. La coquille trouve parfois une utilisation dans les vitres à la place du verre aux Philippines, en Inde et dans d'autres pays asiatiques. [7 technologies cool inspirées par les animaux]

"Il y a environ cinq ans, nous avons commencé à rechercher des systèmes de blindage naturel, qui étaient également optiquement clairs", a déclaré Ortiz. Une armure transparente pourrait servir "à la protection des yeux ou du visage du soldat, aux fenêtres et aux pare-brise, aux boucliers anti-souffle et aux véhicules de combat", a-t-elle déclaré.

Ce coquillage est composé presque entièrement de calcite, composant principal de roches relativement fragiles telles que le calcaire et la craie. Cependant, les scientifiques ont découvert que ce coquillage pouvait dissiper l'énergie des pénétrations environ 10 fois mieux que la calcite ordinaire.

Les scientifiques ont examiné les mollusques et autres obus pour savoir comment créer une armure, mais "il s'agit de la première étude approfondie d'une armure naturelle qui résiste à la pénétration mécanique mais qui soit aussi claire du point de vue optique", a déclaré à WordsSideKick.com. "Nous voulions savoir comment le matériau résiste à la pénétration mais conserve également cette propriété optique unique."

Pour savoir comment ce coquillage pouvait faire tellement mieux que la calcite ordinaire, les chercheurs ont examiné sa structure à l'échelle du nanomètre ou du milliardième de mètre. Le coquillage est constitué de couches de longs cristaux de calcite en forme de diamant, reliés entre eux par un matériau organique.

Lorsque le coquillage a été soumis à une entaille microscopique à l'aide d'une sonde à pointe de diamant, les scientifiques ont découvert que la coque était déformée par un "jumelage" - des cristaux de calcite qui étaient des images miroir de l'autre formés autour de la zone de pénétration. Un tel jumelage a permis de dissiper l’énergie et de localiser les dommages, en empêchant les fissures de se propager plus loin, par exemple.

En fin de compte, le jumelage, associé à la structure nanométrique de la coque, a permis de limiter les dommages à un faible volume et de préserver l'intégrité mécanique du reste de la structure. Les chercheurs ont indiqué que les armures basées sur cette stratégie de jumelage et de structure au niveau nanométrique pourraient survivre à de nombreux succès.

"Les résultats de ce travail pourraient fournir des principes de conception pour l'ingénierie de synthèse de matériaux structurels légers avec une dissipation d'énergie efficace", a déclaré Ortiz. "Nous continuons d'étudier d'autres espèces blindées qui présentent des propriétés semi-transparentes et avons l'intention de créer une bibliothèque de principes de conception biologique."

Li et Ortiz ont détaillé leurs résultats en ligne hier (30 mars) dans la revue Nature Materials.

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