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Top 10 des nouvelles utilisations surprenantes de la mousse
Dans le monde des laboratoires, la mousse n’est pas la mousse qui donne à la bière un aspect croustillant. Apparaissant sous forme de gels, de solides, et même au niveau quantique, la mousse est destinée à améliorer la vie des êtres humains de manière remarquable.
Cette substance flexible engendre l'innovation dans les domaines du combat, des salles d'opération et de la robotique. Cela favorise également un environnement plus sûr pour le public. La mousse est au cœur d'un mystère qui interroge la nature même de la réalité.
10 explorations sous-marines plus profondes
La plupart des véhicules, des navires et des aéronefs contiennent quelque chose appelé mousse syntactique. Le matériau est réputé pour sa légèreté, sa robustesse et sa flottabilité. Cela rend les parties syntaxiques idéales pour les sous-marins, à une exception près. Elles tombent des moules à injection en tant que pièces plus petites devant être assemblées et tout type de joint est vulnérable à la défaillance.
En 2018, les scientifiques ont pensé que l’impression 3D résoudrait ce problème en imprimant la pièce entière au lieu de sections. Ce n'était pas facile. La mousse syntactique est constituée de milliards de microsphères creuses, en verre ou en céramique, dans une résine plastique.
Au début, ils ont été soit écrasés lors du mélange de la résine, soit ils ont bouché la buse de l'imprimante. Le succès vint lorsque l'équipe changea pour une autre résine plastique et remplaça les sphères par des boules de cendres volantes. Le mélange des deux ingrédients a pris un excellent contrôle car les billes pouvaient encore s’aplatir. Cependant, à la fin, l'idée a fonctionné.
En utilisant des imprimantes disponibles dans le commerce, les premières pièces de mousse syntactique intactes sont nées. Cela est particulièrement intéressant pour les sous-marins de haute mer. Les fabricants peuvent désormais envisager d’imprimer des pièces massives en un seul bloc, ce qui permet aux sous-marins de résister à la pression de la plongée plus profondément qu’avant.
9 mousse anti-amiante
À une époque, l’amiante était le matériau de choix des bâtiments à l’épreuve du feu. Composé d'oxydes de magnésium et de silicium, il était à la fois ignifuge et empêchait le plâtre de tomber des murs.
À la vérité, l’amiante était un puissant agent cancérigène, il était utilisé depuis des décennies et avait été largement installé dans les maisons, les bureaux et les écoles. Retrait du matériel a pris du temps et un portefeuille profond. Pire encore, lorsque l’amiante est arraché à un mur, certaines fibres peuvent flotter dans les airs et être inhalées.
Ces dernières années, une entreprise d'ignifugation de Floride a proposé une solution. Ils ont créé une mousse spéciale à base d'ions de fluorure et d'acides. Lorsqu'elle était injectée dans un mur, la mousse chimique décomposait les fibres d'amiante en un silicate inoffensif. Non seulement cela évite au propriétaire le coût d'un nouveau mur et le risque de maladie, mais le matériau restant demeure résistant au feu.
8 premières nanofoam insonorisées
Quand les Russes et les Coréens se rencontrent, les choses deviennent intéressantes. Dans ce cas, les chercheurs ont préparé la première nanofoam à absorption phonique au monde. Cela peut sembler peu, mais ce matériau révolutionnaire pourrait sauver des vies.
Utiliser de la mousse comme bloqueur de bruit n'a rien de nouveau. Malheureusement, les tentatives passées ont uniquement bloqué les hautes fréquences et c'est la gamme inférieure qui est nocive pour l'homme. Les basses fréquences telles que les infrasons peuvent entraîner des problèmes de santé effrayants.
La nouvelle nanomousse est ce que les scientifiques ont de mieux à faire pour neutraliser le spectre inférieur. Il a absorbé des fréquences aussi basses que 0,5-1,6 kHz. Les chercheurs ont pris des feuilles de mousse insonorisante au quotidien et leur ont injecté des granules microscopiques de silice et de magnétite. Les étapes finales consistaient à tremper les feuilles dans une nanopoudre liquide et à effectuer un traitement par ultrasons avant d'être séchées.
Le matériau obtenu était similaire aux aérogels largement utilisés, mais moins coûteux et plus convivial. L’avenir de la nanofoam a pour objectif d’aider un jour à absorber de grandes quantités de bruit dans une zone donnée, de l’intérieur d’une voiture à un quartier entier.
7 or qui flotte
En 2015, des scientifiques suisses ont propulsé les métaux précieux à un niveau supérieur: ils ont transformé l'or en mousse. De minuscules fibres appelées fibrilles amyloïdes ont été récoltées à partir de protéines de lait et mélangées dans une solution saline dorée. Le résultat était une masse ressemblant à un croisement entre cordes et gel.
Le séchage à l'air a endommagé la structure délicate, mais la dernière étape a finalement été couronnée de succès lorsque les chercheurs ont découvert comment assécher la masse avec un bain de dioxyde de carbone. La mousse d’or était composée à 98% d’air, ce qui lui permettait de flotter sur l’eau.
Indiscernable de l'or normal, il pourrait également être la prochaine étape pour le métal dans le secteur des bijoux. Comme la mousse est mille fois plus légère que n'importe quel alliage d'or, un bijoutier peut façonner à la main la pièce désirée.
La bonne couleur fait aussi de l'or un peu plus recherché par le public que d'autres. Le processus de fabrication de la mousse peut être modifié pour ajuster l'aspect de l'or. En particulier, lorsque les conditions de réaction sont modifiées, le métal précieux devient rouge foncé.
6 transformer des voitures en mousse
Lorsqu'on examine comment les voitures polluent le monde, la plupart des gens ne pensent qu'aux gaz d'échappement. Toutefois, les voitures mises hors service chaque année contribuent pour des millions de tonnes de déchets à la planète.
En particulier, deux types de plastique sont difficiles à retraiter. Le polycarbonate recyclé (PC) et le polyuréthane (PUR) nécessitent un traitement chimique complexe qui ne vaut souvent pas la peine.
En 2017, les chercheurs ont trouvé un nouveau moyen de recycler les pièces en plastique de ces voitures, notamment les PC et les PUR. En utilisant de l'huile de coco et des micro-ondes, les scientifiques ont transformé ces pièces en une mousse polyvalente.
Au début, le plastique était récupéré sous forme de déchets sous une forme utilisable, puis fusionné avec la mousse existante. Les tentatives précédentes avaient rendu la mousse modifiée fragile, mais les plastiques traités à la noix de coco n'avaient pas cet effet secondaire. La nouvelle mousse était stable et plus résistante au feu.
Ce processus de recyclage a transformé deux sources majeures de déchets plastiques en une nouvelle utilisation avec de nombreuses nouvelles utilisations. Du banal au complexe, la mousse peut rembourrer les coussins ou servir d’isolant dans les secteurs de la construction et de l’automobile.
5 mousse résistant aux balles
Afsaneh Rabiei, professeur en génie mécanique et aérospatial, avait une passion particulière pour les mousses composites de métal (CMF). Après avoir passé des années à développer cette gamme inhabituelle de la famille des mousses, Rabiei a annoncé certaines de leurs qualités les plus remarquables en 2015.
D'une part, le matériau n'a pas peur d'une balle perforante. Au cours des essais, plusieurs balles ont été pulvérisées contre la mousse. Bien plus léger que le placage de métal, il offre aux soldats et aux véhicules des zones de combat plus de maniabilité et de protection.
Une autre capacité fait des FMC le chouchou de ceux qui détestent les incendies car ils peuvent résister à des températures impies. De plus, les CMF sont particulièrement efficaces pour bloquer les rayons dangereux, notamment les rayonnements neutroniques, les rayons gamma et les rayons X. Cela rend la mousse métallique idéale pour les voyages dans l’espace ou pour transporter des déchets nucléaires en toute sécurité d’un endroit à l’autre.
4 pansement interne
La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) est connue pour avoir inventé une technologie vraiment astucieuse, mais en injectant d’énormes quantités de mousse dans l’estomac d’un soldat blessé? C'est exactement ce que la DARPA a proposé (moins le soldat).
Les scientifiques ont ensuite pris des cochons et ont évalué l'avenir de la mousse en tant qu'outil pour les médecins sur le champ de bataille. Les saignements internes sont mortels. Il faut un traitement le plus tôt possible. Mais souvent, les soldats de combat ne peuvent pas atteindre la table d'opération avant un certain temps.
La mousse de DARPA est injectée sous forme de deux liquides et, lorsqu'ils se mélangent, le polymère hybride résultant gonfle 30 fois en volume. Avant de durcir, la mousse épouse étroitement les organes et les tissus. Cet effet d'étanchéité ralentit le taux de saignements abdominaux. La présence d'un excès de sang n'interfère pas non plus avec le comportement de la mousse.
L'enlèvement nécessitait seulement une incision et environ une minute plus tard, le porc était exempt de mousse. La procédure a considérablement augmenté les taux de survie des animaux, laissant espérer que la mousse permettrait aux patients humains de rester en vie assez longtemps pour pouvoir atteindre l'hôpital.
3 robots à la fonte des muscles
Pourquoi les chirurgiens, les ingénieurs et la DARPA rêvent-ils de robots visqueux? Les machines à géométrie variable peuvent se faufiler dans les espaces restreints et pénétrer profondément dans les débris d’une catastrophe ou derrière un foie humain.
En 2014, des chercheurs du MIT ont réussi à créer un «muscle». Cette découverte est le point de départ d'une dextérité artificielle qui pourrait un jour rivaliser avec la souplesse naturelle d'une pieuvre.
Incroyablement, ce grand pas a été réalisé en utilisant des matériaux que tout le monde peut retirer de la mousse de polyuréthane et de la cire d'un magasin d'artisanat. Les ingénieurs ont placé un réseau de mousse dans un récipient en cire fondue. Les fils passaient un courant électrique à travers le réseau et fondaient la cire. Cela a provoqué le ramollissement du muscle robotique.
Pour le ramener à l'état durci, il suffit de couper le courant et de laisser refroidir la cire. L'évolution future de l'invention pourrait remplacer la cire par des fluides robotiques se déplaçant entre le solide et le liquide sous l'influence de champs magnétiques ou de courants électriques.
2 Un coeur qui travaille
En 2015, une imprimante 3D de l’Université Cornell a fait l’éclat d’un constat remarquable. C’était un cœur humain artificiel en mousse à mémoire appelée mousse poroélastique ou élastomère. Ce qui est remarquable dans ce ticker synthétique, c’est qu’il pompe comme si de rien n'était.
Le dispositif cardiovasculaire fonctionne avec une sensibilité intuitive aux pressions biologiques et aux écoulements liquides, le tout grâce à la couverture en mousse élastique. Une circulation sanguine efficace n'est pas la seule vertu de cette merveille en forme de fraise. En plus de l'imprimante 3D, le cœur a été façonné avec un moule réutilisable, un avantage économique.
Si le cœur en mousse devait être breveté et présenté en salle d'opération, les transplantations cardiaques pourraient devenir une procédure abordable.
1 tissu de mystère de l'espace
Il existe des preuves que la vraie réalité de l'espace est une mousse chaotique. Les physiciens appellent ces particules «mousse dans l'espace». À vrai dire, personne n'a jamais vu de mousse dans l'espace car elle est trop petite et, pour le moment, existe en tant que particules théoriques.
Les physiciens hollandais avaient prédit que l'écume de l'espace pouvait être observée grâce à la force exercée sur deux plaques de métal. Les particules créent des vagues. Si la mousse spatiale était réelle, seules des ondes courtes pourraient exister entre les plaques et éventuellement être écrasées par des ondes plus longues et plus puissantes qui rassemblent le métal de l'extérieur. Ce soi-disant «effet Casimir» a été vu pour la première fois en 1997.
Cependant, le monde quantique est rarement aussi simple. Un autre test a chronométré deux photons expulsés d'une explosion stellaire. Si de la mousse spatiale existe, sa densité ralentirait l'un et empêcherait les deux d'arriver ensemble en un point donné.
Plusieurs études d'explosions ont eu des résultats différents. Parfois, les photons arrivaient ensemble et d'autres fois, on gagnait la course. C'était comme si de la mousse spatiale s'était manifestée pour une expérience, puis manquait complètement pour la suivante. Si cette explosion se confirmait, cela changerait non seulement la manière dont les scientifiques considèrent le tissu même de l'espace, mais aussi celui de la réalité.