Une équipe des chercheures de l’Institut national de l’acier et des alliages (NITU MISIS) et de l’Université de Tohoku (Japon) travaillant sur un matériau du futur.
Il s’agit en l’occurrence des verres métallisés (metalicglass) ou des matériaux dits amorphes qu’on appelle matériaux de nouvelle génération pour leurs propriétés uniques. C’est un matériau homogène amorphe sans structure cristalline qui n’a rien à voir avec le verre conventionnel au point qu’il n’est même pas transparent. Si le nouveau matériau porte le nom de verre, c’est parce que le verre n’a pas non plus de structure cristalline.
Le verre métallisé a été inventé au milieu du siècle dernier mais le boom des recherches ne devait commencer qu’à la charnière du 20e et du 21e siècle aux États-Unis, en URSS, en Europe, au Japon et en Chine. Le verre métallisé est d’un ordre de grandeur plus solide que les matériaux conventionnels. Il est très résistant à la corrosion, à l’oxydation et à l’usure.
Le verre métallisé est déjà utilisé dans certains secteurs industriels mais possède deux défauts importants à savoir la plasticité médiocre et le coût élevé, qui empêchent son utilisation à grande échelle. Alexei Solonine, directeur de la chaire des métaux non-ferreux de l’Institut de l’acier et des alliages a évoqué les missions assignées à l’équipe russo-japonaise:
«Nous avons rassemblé dans notre Institut une équipe de chercheures jeunes et dynamiques qui travaillent sur de nouveaux matériaux amorphes et composites à base de verre métallisé. Le verre métallisé existe depuis assez longtemps mais leur domaine d’application est actuellement limité par leur taille. En effet, ce matériau existe soit sous forme de ruban fin, sous de granules faisant à peine quelques dixièmes de millimètre. Nous travaillons donc sur verres métallisés massifs dont les granules seraient de 5 mm, c’est beaucoup pour les matériaux amorphes. Les verres métallisés ont également un autre défaut : ils sont solides mais très fragiles. Il n’y a cela rien d’étonnant parce que c’est aussi la propriété du verre à vitres classique. Notre mission consiste à accroître leur plasticité à l’aide de matériaux composites et à réduire les frais de production. En fait, la plupart de ses matériaux sont à base de palladium ou de zirconium qui sont très coûteux. Nous tâchons de réduire les frais en passant à d’autres bases comme fer, cobalt, titane et magnésium. Le magnésium procure d’autres avantages également; il améliore les propriétés mécaniques et réduit le poids… »
Les verres métallisés sont un matériau prometteur pour le secteur aérospatial, l’industrie automobile, l’électronique, la micromécanique y compris pour les montres, les smartphones, les transformateurs et d’autres dispositifs où la résistance élevée à l’usure et la grande qualité de surface ont une valeur de principe. Les verres métallisés à base de titane qui sont hautement résistants à la corrosion peuvent également servir d’implants dans la médecine et être utilisés pour la fabrication des instruments chirurgicaux. Dans l’industrie du sport, on peut en faire des raquettes de tennis et des crosses pour golf qui doivent être très élastiques.
L’équipe composée de 30 chercheurs se donne pour objectif la création d’une nouvelle classe de matériaux dits hybrides, c’est-à-dire combinant les verres métallisés avec d’autres matériaux, par exemple, avec les polymères, pour faire le mieux valoir les propriétés de chacun d’eux. Le projet est conçu pour deux ans et est dirigé par Dmitri Louzguine, diplômé de MISIS, actuellement professeur de l’Université de Tohoku.
