Fibres nanocomposites à mémoire de forme pour micromoteurs super-puissants

Un micromoteur est un moteur de taille généralement millimétrique capable d'entraîner un objet en rotation. On le retrouve dans des secteurs d’activité qui nécessitent des outils de petites tailles pour des travaux de précision comme la chirurgie et plus particulièrement la chirurgie dentaire, la joaillerie, l’usinage de pièces pour la micro-électronique etc. Jusqu’à présent, les moteurs rotatifs les plus puissants étaient réalisés à base de fibres torsadées susceptibles de se déformer par simple gonflement ou dilatation thermique, pour générer le mouvement de rotation.

Cependant, à cette échelle, les performances de leurs matériaux constitutifs, en termes de torsion mais également de traction, doivent encore être améliorées pour être optimales. Dans ce but, des scientifiques du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS / Université de Bordeaux) ont utilisé pour la première fois des fibres torsadées qui se déforment par un effet de mémoire de forme lié au changement d’état du matériau, réalisant ainsi des micro-moteurs plus puissants.

Pour cela, ils ont réalisé des fibres de polymères renforcées par l'inclusion de nanoparticules. Le dopage des fibres d’alcool polyvinylique (PVA) avec de l’oxyde de graphène (GO) ou des nanotubes de carbone présente la même efficacité de renforcement sur les propriétés de traction. En revanche, les nanofeuillets de GO se montrent beaucoup plus efficaces pour l’amélioration des propriétés de torsion en raison de leur structure bidimensionnelle. Les fibres de la taille d’un cheveu, réalisées avec du PVA et du GO, sont actuellement les plus performantes du marché.

Référence

Jinkai Yuan, Wilfrid Neri, Cécile Zakri, Pascal Merzeau, Karl Kratz, Andreas Lendlein, Philippe Poulin
Shape Memory Nanocomposite Fibers for Untethered High-Energy Microengines
Science- 12/Juillet 2019
DOI:10.1126/science.aaw3722