Jeonyoon Lee, étudiant postdoctoral au MIT, tient un échantillon composite qui a été fabriqué à l’aide du film nanotube

Normalement, lors de la fabrication d’articles composites, il faut utiliser d’énormes fours et autoclaves. Mais le processus de production pourrait bientôt être beaucoup plus simple, moins cher et plus efficace sur le plan énergétique grâce à l’utilisation de films de nanotubes de carbone.

Les composites sont constitués de couches superposées de matériau structurel, qui sont liées entre elles par une résine ou une autre matrice afin de former un solide. Les grandes pièces fabriquées à partir de ces composites doivent être chauffées dans d’énormes fours – pour durcir la résine – et doivent être soumises à une forte pression dans de gigantesques autoclaves, afin d’éliminer les fentes d’air indésirables entre les couches.

Une équipe du MIT étudie actuellement la possibilité de remplacer les fours et les autoclaves par des couches minces de nanotubes de carbone. Ils sont utilisés comme suit …

Lors de l’assemblage d’un composite, des feuilles du film sont incorporées dans celui-ci, entre chaque couche de matériau. Lorsque la pièce est ensuite chauffée, l’action capillaire produite par les minuscules canaux entre les nanotubes crée une pression négative, rapprochant ainsi les couches les unes des autres. Par conséquent, les poches d’air qui auraient pu être présentes sont expulsées.

Cette image de microscope montre à quel point la pression capillaire est efficace pour éliminer les vides d’air

De plus, une grande feuille de film est enroulée autour de l’article, une fois que la pièce a été moulée dans la forme désirée. Lors de l’application d’un courant électrique, les nanotubes à l’intérieur du film se réchauffent. La feuille entière émet alors de la chaleur – comme une couverture électrique – ce qui déclenche la pression capillaire et fait durcir la résine.

Jusqu’à présent, les chercheurs ont utilisé avec succès cette technique pour fabriquer des échantillons composites de plusieurs centimètres de largeur. Ils envisagent maintenant de mettre la technologie à l’échelle afin qu’elle puisse être utilisée dans la fabrication de pièces d’avion, de pales d’éolienne, de tuyaux de gaz et d’autres articles.

http://news.mit.edu/2020/carbon-nanotubes-making-airplane-aerospace-parts-1013

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admi.201901427