Les chercheurs ont fait des progrès dans la technologie textile, en s’inspirant de la structure de la fourrure de l’ours polaire. L’équipe, dirigée par Mingrui Wu, a développé une nouvelle fibre d’aérogel caractérisée par ses propriétés thermiques et mécaniques exceptionnelles.
Ce matériau innovant est non seulement lavable et teintable, mais offre également une durabilité remarquable. Il est parfaitement adapté à une utilisation dans les textiles avancés.
Isolation thermique en fourrure d’ours polaire
La pièce maîtresse de cette recherche est l’aérogel, un matériau réputé pour sa porosité élevée et sa conductivité thermique extraordinairement faible, ce qui le rend parfait pour l’isolation thermique. Les applications traditionnelles de l’aérogel dans les textiles étaient limitées en raison de leur fragilité et de leur mauvaise aptitude au traitement.
Ces matériaux n’avaient pas la résistance et l’extensibilité nécessaires pour une utilisation textile pratique. De plus, ils n’étaient pas lavables en machine et leurs performances thermiques se détérioreraient rapidement dans des conditions humides ou mouillées.
De nombreux animaux vivant dans des environnements froids, comme les ours polaires, ont développé une fourrure spécialisée pour la chaleur et la sécheresse. Les poils d’ours polaire, par exemple, sont constitués d’un noyau poreux enveloppé dans une coquille dense, offrant une superbe isolation thermique tout en restant solide et flexible.
Imitant cette structure noyau-coquille, Wu et son équipe ont utilisé une méthode de filage à froid pour créer une fibre d’aérogel polymère robuste avec des pores lamellaires, encapsulée dans une couche de caoutchouc extensible.
Gagner en copiant la nature
La fibre d’aérogel encapsulée (EAF) qui en résulte est non seulement excellente en termes d’isolation thermique, mais également mécaniquement robuste, ce qui la rend adaptée au tricot ou au tissage. La porosité interne élevée de la fibre, supérieure à 90 %, lui permet de s’étirer jusqu’à 1 000 % de déformation.
Il s’agit d’un progrès substantiel par rapport aux fibres d’aérogel traditionnelles qui n’atteignent qu’environ 2 % de déformation. Impressionnant, la fibre conserve ses propriétés d’isolation thermique même après 10 000 cycles d’étirement répétés à 100 % de déformation.
Pour démontrer le caractère pratique de cette innovation, Wu et ses collègues ont fabriqué un pull fin à partir de ces fibres.
Remarquablement, ce pull est environ un cinquième de l’épaisseur d’une doudoune classique, tout en offrant des performances isolantes comparables. Cette preuve de concept met en évidence le potentiel de l’EAF pour révolutionner l’industrie textile.
Implications du mimétisme de la fourrure de l’ours polaire
En complément de cette recherche, Zhizhi Sheng et Xuetong Zhang proposent une perspective approfondie de l’étude. Leur analyse approfondit les détails, mettant en lumière les implications plus larges de cette avancée technologique.
En résumé, cette recherche sur la fourrure d’ours polaire marque non seulement un progrès significatif dans la technologie textile, mais illustre également la puissance du biomimétisme dans le développement de matériaux innovants.
En apprenant et en imitant les conceptions de la nature, l’équipe a ouvert de nouvelles possibilités dans les applications textiles, ouvrant la voie à des matériaux plus efficaces, durables et performants.
L’étude complète a été publiée dans la revue Science.
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