Le carton ondulé a une structure en sandwich qui lui confère à la fois rigidité et légèreté. Des propriétés que des chercheurs sont parvenus à recréer dans un matériau nanométrique prometteur.
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Épaisseur, rigiditérigidité, poids. Lorsqu'arrive l'heure de choisir un matériaumatériau, trouver le juste équilibre peut faire la différence entre le succès ou l'échec d'un projet. Des chercheurs de l'université de Pennsylvanie (États-Unis) ajoutent aujourd'hui un nouveau matériau à l'éventail des possibles. Ils l'ont baptisé « nanocardboard », comprenez « papier carton nanométrique ».

À l'échelle nanométrique, c'est en effet l'équivalent d'un carton ondulé, mais composé d'oxyde d'aluminiumoxyde d'aluminium. Un centimètre carré de ce matériau pèse moins d'un millième de gramme et il peut reprendre sa forme originelle après avoir été plié en deux. Il est 10.000 fois plus rigide qu'une plaque solidesolide de même poids. Et il se révèle être un isolant thermique particulièrement efficace.

Le nanocardboard est constitué d’un film d’oxyde d’aluminium d’une épaisseur de plusieurs dizaines de nanomètres, formant une plaque creuse d’une hauteur de quelques dizaines de microns. © Université de Pennsylvanie

Le nanocardboard est constitué d’un film d’oxyde d’aluminium d’une épaisseur de plusieurs dizaines de nanomètres, formant une plaque creuse d’une hauteur de quelques dizaines de microns. © Université de Pennsylvanie

Une structure en sandwich que les industriels s’arrachent

Les structures en sandwich sont intéressantes pour de nombreuses applicationsapplications dans les domaines de l'aéronautique, la microrobotiquemicrorobotique, par exemple, car elles permettent de limiter le poids du matériau sans sacrifier sa résistancerésistance. La nature les apprécie aussi. On en trouve dans certaines feuilles ou dans les os d’animaux. Mais elles sont particulièrement difficiles à créer à l'échelle nanométrique.

Pour parvenir à leurs fins, les chercheurs américains ont créé un support en siliciumsilicium traversé par des canaux. Un support destiné à recevoir l'oxyde d'aluminium déposé chimiquement en couche nanométrique. Le silicium est ensuite éliminé, laissant deux couches d'oxyde d'aluminium reliées par un réseau de tubes. Pour un résultat optimal, ce réseau doit reprendre un motif type vannerie avec des tubes en forme de fentes orientés alternativement selon des directions opposées.