Harvard révolutionne le caoutchouc : une résistance multipliée par 10 pour l'industrie automobile
Le caoutchouc naturel est un matériau miracle qui a transformé l'industrie manufacturière, notamment automobile où il est utilisé pour les joints, les garnitures et les pneus. Mais son principal défaut reste sa tendance à se fissurer, limitant ainsi sa durabilité. Des chercheurs de la Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont récemment repensé le processus de vulcanisation pour rendre ce matériau jusqu'à 10 fois plus résistant.
Le procédé de vulcanisation, inchangé depuis son invention par Charles Goodyear en 1844, consiste à traiter le latex naturel des hévéas par coagulation, séchage, mélange avec des additifs, mise en forme et chauffage. Ce processus intense crée des chaînes polymères courtes dans le matériau. L'équipe de Harvard a eu l'idée révolutionnaire d'adopter une approche plus douce.
Contre toute attente, cette modification a donné des résultats spectaculaires. Le nouveau caoutchouc résiste quatre fois mieux à la propagation lente des fissures, même après des étirements répétés. « Nous nous attendions à une amélioration de deux ou trois fois, mais en réalité, c'est un ordre de grandeur entier », explique Zheqi Chen, ancien chercheur postdoctoral et co-auteur principal de l'étude.
La clé de cette avancée réside dans la préservation des longues chaînes polymères, contrairement aux méthodes traditionnelles qui les fragmentent. Ces "tanglemers" (enchevêtrements moléculaires) ressemblent à des spaghettis entrelacés plutôt qu'à une structure rigide. Cette configuration permet une meilleure répartition des contraintes mécaniques, renforçant considérablement la résistance aux fissures.
Bien que le matériau ne soit pas "autocicatrisant", les "tanglemers" favorisent une cristallisation accrue lors de l'étirement, augmentant ainsi sa résistance globale. Une vidéo démontre clairement ce phénomène. Cependant, cette innovation n'est pas encore adaptée aux pneus en raison d'un taux d'évaporation d'eau trop élevé, réduisant le volume final.
Pour l'instant, cette technologie convient mieux aux gants et autres applications fines. Si les scientifiques parviennent à l'adapter aux joints automobiles, cela pourrait bénéficier aux régions ensoleillées d'ici 10 à 15 ans. Les habitants de Phoenix, par exemple, espèrent une commercialisation rapide.
