Ce matériau artificiel ressemble au bois, mais sans ses inconvénients

Une équipe de 13 scientifiques de l’université des sciences et des technologies de Chine a travaillé sur l’élaboration d’un matériau inspiré du bois, capable de mieux résister à l’eau, à l’acide et au feu que son modèle. Ils ont publié en août 2018 leurs résultats dans Sciences Advances, un journal en open source. 

Ce bois alternatif présente de nombreux avantages par rapport à son modèle. D’abord,  le matériau résiste extrêmement bien à la corrosion, dans l’eau comme dans l’acide, alors que le bois y perd de sa résistance. Ensuite, il est bien plus difficile à s’enflammer et s’éteint une fois sorti de la flamme. Et dernier point, trop évident pour qu’on y pense : pas besoin d’attendre qu’il pousse pour l’utiliser.

Mais c’est bien par son caractère ignifugé (il résiste au feu) et sa résistance à la corrosion que le matériau des chercheurs chinois se démarque des autres composants basés sur le bois. Pour parvenir à ce résultat, les scientifiques ont combiné une solution de résine avec du chitosane, un polymère extrait à partir de fruits de mer, utilisé principalement en cosmétique et en diététique. Ils ont ensuite séché la solution en la gelant, puis ils l’ont chauffée à 200°C pour solidifier ses liaisons chimiques.

Le bois, muse des ingénieurs en matériaux

Les scientifiques s’inspirent du bois dans leur recherche en raison de sa légèreté et de ses propriétés mécaniques qui offrent de nombreuses résistances. Les auteurs de l’étude abondent en ce sens : « Les matériaux dérivés du bois ont des avantages intrinsèques exceptionnels, comme leur renouvellement, leur biodégradabilité, leur excellente résistance et leur polyvalence vers différentes fonctionnalités. » D’autres chercheurs travaillent d’ailleurs directement sur le bois. Par exemple, une équipe de l’Université du Maryland a publié un article dans lequel elle explique comment elle est parvenue à modifier la densité du bois au point de le rendre résistant aux balles.

Dans la nature, la taille des pores et l’épaisseur du bois dépendent de nombreux éléments, comme l’espèce du bois et le climat. La méthode de séchage par gel développé par les chercheurs chinois permet de régler ces différentes caractéristiques à souhait. Ils peuvent par exemple faire varier la concentration en polymères ou la vitesse de gel pour obtenir un matériau plus ou moins épais selon les usages qui en seront faits.

L’objectif de leur recherche est, à terme, de créer une version de leur bois amélioré productible en masse. Il pourrait remplacer d’autres matériaux dans des usages où les vulnérabilités du bois posent encore problème.