Des chercheurs impriment en 3D une matière plus légère que l’air

Un cube d’aérogel, ici à la Nasa. © Nasa

Imprimer de l’air en 3D, c’est possible. Ou presque. Une équipe internationale de scientifiques a mis au point une technique permettant d’imprimer en 3D de l’aérogel de graphène, couronné matériau le plus léger du monde en 2013. Sept fois et demi plus léger que l’air, un mètre cube de cet aérogel ne pèse que 160 grammes. Flexible, conducteur, élastique, ultra-absorbant… les propriétés de ce gaz solide souvent surnommé « fumée gelée » semblent infinies. Parmi ses applications possibles, la dépollution des hydrocarbures dans l’océan, un gramme d’aérogel de graphène pouvant absorber jusqu’à 900 fois son poids en huile. Or, les premiers résultats obtenus avec un aérogel à base de graphène montraient que sa structure poreuse était très irrégulière. Impossible donc de l’adapter à une échelle industrielle.

Mais les chercheurs des universités du Kansas et de l’état de New York à Buffalo ont développé un procédé d’impression 3D permettant d’uniformiser chaque pièce. Concrètement, la technique reprend le procédé de fabrication de l’aérogel classique. Le graphène seul étant une structure à deux dimensions composée d’une couche de carbone pur, épaisse d’un atome, il s’agit littéralement de geler ces couches et les empiler pour former l’aérogel.

L’extrudeur de l’imprimante dépose ainsi un gel d’oxyde de graphène à base aqueuse sur une plateau d’impression maintenu à – 25°C, chaque couche imprimée gelant ainsi instantanément. Une fois imprimée, la pièce entière est plongée dans l’azote liquide, puis séchée.

Vidéo de démonstration du procédé d’impression:

En 2015, en Californie, une autre équipe de chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory les avait précédés. Ils avaient déjà réussi à obtenir une structure plus ordonnée grâce à l’impression 3D, notamment pour des applications en nanoélectronique.