Des moules pour sauver votre smartphone !

Une récente étude révèle que les matériaux solides et souples qui composent la charnière robuste des coquilles de moules pourraient aider les ingénieurs à développer des écrans incassables pour nos smartphones à l'avenir. Les scientifiques se sont inspirés de ces créatures marines en raison de la résistance à la fatigue de leurs coquilles dans la nature. Les coquilles s'ouvrent et se referment des centaines de milliers de fois au cours de la vie d'un bivalve sans subir aucun dommage. Un prototype a déjà été développé en utilisant le matériau résistant à la fatigue dérivé des coquilles. Cette substance présente également un potentiel d'utilisation dans les technologies aérospatiales et d'ingénierie tissulaire.

L'explication réside dans une combinaison de conception et de matériaux qui résistent à la fracture fragile au fil du temps.

Explique l'équipe de recherche, dirigée par le professeur Yu Shuhong de l'Université des sciences et technologies de Chine, dans un communiqué de presse.

Les coquilles de mollusques, composées d'environ 95% de craie, sont incroyablement fragiles à l'état pur. Cependant, elles sont revêtues de nacre sur leurs surfaces internes. Cette substance, constituée de tablettes microscopiques semblables à de mini-briques LEGO, confère à la coquille une extrême résistance et solidité. Cela rend la coquille très souple, lui permettant de résister aux chocs sans se fracturer.

Récemment, le développement d'appareils flexibles et pliables s'est accéléré de manière spectaculaire, note le professeur Shuhong. À mesure que de plus en plus d'appareils pliables font leur apparition dans nos vies, les parties qui se plient doivent avoir la capacité de supporter des déformations répétées, qui pourraient sinon entraîner des dommages par fatigue et affecter le fonctionnement normal des appareils.

La matrice souple absorbe les contraintes de compression et de cisaillement lorsque la valve s'ouvre et se ferme.

La région en forme d'éventail pliable de la charnière peut supporter une déformation importante lors des mouvements répétitifs d'ouverture et de fermeture tout en maintenant sa structure et sa fonction pendant de longues périodes. Même après 1 500 000 cycles, le tissu continue de fonctionner efficacement sans montrer de signes de fatigue. Les créatures marines telles que les moules, les huîtres, les palourdes et les coquilles Saint-Jacques construisent une coquille externe composée de deux valves en forme de dôme, reliées par une charnière. Ces valves s'ouvrent pour se nourrir et se reproduire, et se referment lorsque l'animal perçoit une menace. Comme les bivalves ouvrent et ferment leurs valves plusieurs fois par jour et vivent pendant des centaines d'années dans certaines espèces, la prévention de la fatigue est cruciale.

Une version artificielle de preuve de concept, comportant des fibres de verre incorporées dans une matrice polymère, est décrite dans le journal Science.

Des écrans incassables

L'industrie des smartphones est constamment à la recherche de nouvelles technologies pour améliorer la durabilité des appareils et éviter les désagréments liés aux écrans cassés. Une étude récente suggère que la réponse à ce problème pourrait se trouver dans les coquilles de moules.

Les coquilles de moules ont évolué pour devenir extrêmement résistantes à la fatigue. Les mouvements d'ouverture et de fermeture des coquilles, répétés des centaines de milliers de fois au cours de la vie d'un bivalve, ne causent aucun dommage à la coquille. Les scientifiques ont étudié de près la structure de ces coquilles et ont découvert que la charnière en forme d'éventail pliable est la clé de cette résistance.

La charnière de la coquille de moule présente une structure unique qui combine des matériaux organiques et inorganiques. Cette combinaison crée un minéral solide appelé aragonite, qui constitue les nervures de la charnière. Les nanofils d'aragonite présents dans cette structure confèrent à la charnière de la rigidité et aident à répartir les contraintes vers la circonférence.

En s'inspirant de cette structure, les ingénieurs pourraient développer des écrans de smartphone incassables. Un prototype a déjà été créé en utilisant un matériau résistant à la fatigue dérivé des coquilles de moules. Ce matériau a également le potentiel d'être utilisé dans d'autres domaines, tels que l'aérospatiale et l'ingénierie tissulaire. Avec la popularité croissante des appareils pliants et flexibles, il est essentiel de trouver des matériaux qui peuvent résister aux déformations répétées sans subir de dommages. Les écrans incassables basés sur les propriétés des coquilles de moules pourraient révolutionner l'industrie des smartphones en offrant une durabilité accrue.